近亲繁殖下复等位基因群体的熵性质

研究了在近亲繁殖下复等位基因群体的基因库信息熵和基因型信息熵,并讨论了在世代交替中基因型信息熵的性质。结果表明,应用信息论模型研究群体遗传学与统计学方法具有一致性,而且还具有信息学含义。     

复等位基因群体完全自交下母子间基因型联合分布的熵性质

定义了复等位基因群体的基因库信息熵和基因型信息熵,给出了在完全自交下复等位基因群体随世代交替母子间基因型联合分布规律及母子间基因型联合信息熵,讨论了母子间基因型联合信息熵的性质,并从信息学角度加以解释.     

遗传同型交配下一对等位基因群体的Shannon信息熵

研究了在遗传同型交配下的世代交替中,一对等位基因群体的基因型信息熵和配子间的互信息。结果表明:随世代交替,随机交配下的平衡群体的基因型信息熵逐代减少、配子间的互信息逐代增加。从信息学角度看,在遗传同型交配下群体的遗传多样性逐代减少,配子间的信息交流逐代增加。最后应用Matlab进行了模拟,验证了所推导结果的正确性。     

完全自交群体两对等位基因的信息学分析

完全自交是程度最强的近亲交配方式,对于研究近亲交配有重要价值.从处于哈迪-温伯格平衡的两对等位基因群体开始完全自交,完全的纯合体基因型频率逐代增加、完全的杂合体基因型频率逐代减少,而半纯合半杂合的基因型频率可能增加也可能减少.研究表明:从两位点整体来看,基因型联合申农熵逐代单调减少,配子间互信息逐代单调增加,近交关联信...     

复等位基因平衡群体熵的性质

研究了复等位基因平衡群体熵的性质 ,并与基因多样度 D、相对信息多样度 S′(A)、相对纯合度信息多样度 S′ J(A)、相对杂合度信息多样度 S′ H(A)及多态信息含量 PIC进行了比较研究。结果表明 ,在表征基因变异与遗传变异上 ,信息论方法与统计学方法具有一致性 ,而且信息论方法还具有信息学含义     

近交群体配子间的信息学性质

讨论了近亲交配群体在世代交替中配子间平均互信息性质;定义了配子间的近交关联信息系数,并与近交系数比较,阐述了配子间的近交关联信息系数的优点。结果表明,应用信息论模型研究群体遗传学与以往统计学方法具有一致性,而且还具有信息学的意义和优点。     

表型同型交配群体的Shannon信息熵和互信息

应用信息论方法研究了在表型同型交配下一对等位基因群体的基因型信息熵和互信息。在表型同型交配下,从随机交配下的平衡状态开始,群体的基因型信息熵逐代减少,但这种减少的趋势越来越慢,最终趋向于零。随着基因型信息熵的减少,群体的遗传多样性程度也越来越小。在表型同型交配下,群体的配子间互信息逐代增加,但这种减少的趋势越来越慢,最终趋向于零。配子间互信息的增加说明,配子间的信息交流程度逐代增加,两性配子间的信息关联程度越来越密切,而这用表型信息关联系数反映会更好。最后应用Matlab软件进行了数学模拟,直观验证了所得的结论。     

Tamura模型下DNA序列点突变熵性质的研究

【目的】研究在较复杂的核苷酸替换模型,即Tamura模型下DNA序列中4种核苷酸频率随世代变化的规律,以得到序列熵的性质,为了解生物进化机理奠定基础。【方法】在Shannon信息熵理论基础上,利用La-grange乘数法进行理论证明,并用Mathematica软件模拟了Tamura模型下DNA序列中4种核苷酸组成的变化规律和序列熵的变化过程。【结果】DNA序列在Tamura模型下发生突变,各核苷酸频率随世代变化逐渐趋于平衡,且序列熵趋于最大值。【结论】核苷酸突变具有保熵性,验证了前人生物是朝着多样性增大的方向发展进化的结论。     

完全表型同型交配群体母子间基因型的联合分布及信息熵

【目的】研究完全表型同型交配群体母子间基因型的联合分布及其信息学性质,以丰富群体遗传学的研究方法。【方法】从随机交配下的Hardy-Weinberg平衡开始,施以完全表型同型交配的群体,利用概率统计方法推导母子间基因型联合分布的规律,利用Shannon信息熵方法研究母子间基因型联合信息熵的变化规律,并进行数学模拟。【结果】在世代交替中,母子间基因型联合信息熵逐代减少,但逐代减少的趋势越来越慢,经过一个非常漫长的过程后,母子间基因型联合信息熵趋向于固定值,最终极限情况是群体完全纯合。这是一个远离Hardy-Weinberg平衡状态、趋向于非平衡定态的过程,数学模拟验证了所得结论的正确性。【结论】在完全表型同型交配下,母子间基因型联合信息熵逐代减少,使纯合体逐渐增加、杂合体逐渐减少,群体从多型共存走向纯合。     

一对等位基因的基因概率

根据孟德尔定律可以得到一个孟德尔群体的基因频率和基因型频率。随着遗传学的发展,需要知道已知亲本和子代基因型时,子代的某一个基因来自亲本的某一个基因的概率和子代的基因型来自亲本的某一个组合基因型的概率,即基因概率和基因型概率。根据条件概率和孟德尔定律导出了基因概率和基因型概率的计算方法,且研究了基因概率的性质。     

非平衡群体基因变异Shannon信息量的测量方法

在 Shannon信息量的基础上 ,对非平衡群体建立了群体基因型相对信息量S′( G) ,纯合体相对信息量 S′J( G)和杂合体相对信息量 S′H( G)的概念 ,并赋予遗传学意义。与基因一致度 J和基因多样度 D的理论比较表明 ,二者在数量规律上有很好的一致性 ,但又是相对独立的指标体系 ,且相对信息量还有新的内涵。 S′( G)既能表征基因变异 ,又能反映基因型水平上的遗传变异 ,S′J( G)主要反映纯合体的遗传变异 ,S′H( G)主要反映杂合体的遗传变异。各相对信息量既可反映群体的遗传变异程度 ,又能比较不同位点间的遗传变异程度     

近亲交配下母子间基因型联合分布的信息墒性质

推导出在近亲交配下一对等位基因群体母子间的基因型联合概率分布列 ;定义了在近亲交配下母子间的基因型联合信息熵 ;讨论了在世代交替中母子间的基因型联合信息熵的性质及其信息学解释 ;并用计算机模拟验证     

甘肃省土地利用结构信息熵动态研究

基于Shannon信息熵理论,分析研究了甘肃省土地利用结构信息熵的动态变化,并对影响信息熵值大小的土地利用类型做了初步探讨.结果表明,1997~2004年,甘肃省土地利用结构信息熵较全国水平低,熵值呈现单调递增趋势,说明该区土地利用系统朝相对无序状态演变.在8个土地利用一级类型中,面积总体呈上升趋势的有园地、林地、居民点及工矿用地、交通用地和未利用地,它们与土地利用结构信息熵呈正相关;面积总体呈下降趋势的有耕地、牧草地和水域,它们与土地利用结构信息熵呈负相关.其中,林地和耕地的面积与该区土地利用结构信息熵的变化显著相关,是信息熵值变化的主要影响因子,然后依次为园地、交通用地、牧草地、居民点及工矿用地、未利用地和水域.     

复等位基因平衡群体中亲属关系的信息学研究

用推广的ITO方法推出复等位基因平衡群体中母子间及全同胞对子间基因型联合概率分布列的矩阵表达;给出了母子间及全同胞对子间的联合信息熵、互信息,并定义了各自的信息关联系数;与统计学研究相比表明,信息学的方法可使复等位基因平衡群体中亲属关系的研究成为可能。     

基于交互熵原理的水文分布参数估计研究

【目的】研究交互熵法进行水文分布参数估计的普适性。【方法】应用最小交互熵原理研究Gumbel分布参数估计,在此基础上应用蒙特卡洛试验检验交互熵法统计性能,然后结合矩法和线性矩法等传统参数估计方法,以陕西省关中地区周至、武功、蒲城、礼泉、白水、潼关6个水文站年降水序列为例,计算年降水量设计值并拟合实测值序列,利用累积相对偏差平方和评价理论年降水量频率曲线对实测值序列的拟合效果。【结果】蒙特卡洛试验检验表明,交互熵法所求设计值的有效性指标估计量标准偏差(SE)和均方根误差(RMSE)小于矩法和线性矩法,偏差指标控制在7%以内;交互熵法估计周至、武功、蒲城、礼泉、白水、潼关6个水文站的累积相对偏差平方和分别为0.000 017 68,0.000 065 62,0.000 019 66,0.000 063 00,0.000 014 12和0.000 016 61,线性矩法估计上述6站的累积相对偏差平方和分别为0.000 087 62,0.000 093 55,0.000 086 52,0.000 101 39,0.000 065 15和0.000 069 05,矩法估计上述6站的累积相对偏差平方和分别为0.000 108 74,0.000 125 40,0.000 092 41,0.000 127 65,0.000 085 49和0.000 093 57。由此可知,交互熵法不仅具有较好的有效性与合理的不偏性,而且与实测序列的拟合效果也明显优于传统方法。【结论】交互熵法是一种可行的水文分布参数估计方法,能有效提高Gumbel分布参数的估计精度。