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蚁群算法在生物序列比对中的应用

梁栋  
【摘要】: 序列比对是生物信息学的基础,通过在比对中获得大量的序列信息,可以推断基因的结构、功能和进化关系。 蚁群算法是一种新型的模拟进化算法,它通过模拟蚁群在觅食过程中寻找最短路径的方法来求解优化问题,目前在旅行商问题等组合优化问题中有成功的应用。 本文在分析了国内外序列比对算法的发展状况的基础上,将蚁群算法应用于序列比对,针对序列比对的特点进行改进,提出了基于蚁群算法的序列比对算法,并应用该算法进行DNA序列和蛋白质序列的比对,通过实验证明了该算法的可行性和有效性。 根据蚁群算法易于陷入局部最优解的缺陷,本文提出了一种改进算法,它根据人工蚂蚁搜索到的解,自适应地调整信息素的增量,使得算法不易陷入局部最优解,扩大了搜索空间,增大了收敛到全局最优解的可能性。实验结果表明改进算法可以明显改善比对效果。


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