基于DNA序列信息和人工智能的昆虫物种识别研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31071963
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    34.0万
  • 负责人：
    张爱兵
  • 依托单位：
    首都师范大学
  • 学科分类：
    C0402.动物系统与分类
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

DNA分子分类学作为一门国际新兴的交叉学科（形态分类学、分子生物学、和计算机科学），正在全世界范围掀起研究热潮，国内这方面的科研项目也已陆续启动。然而国际及国内的绝大多数研究都集中于将DNA条形码技术应用于研究人员各自感兴趣的生物类群，而对最基本的方法学的研究相当少，其中一个重要的原因是很多实验生物学家往往只是简单地借用常用的系统进化分析方法（比如NJ法和BLAST法等）来进行物种识别分析。然而这些方法的局限性，比如很高的假阳性等已受到广泛批评，本项目将在申请人所取得初步研究成果的基础上，结合快速人工智能算法和DNA核酸序列信息进行物种识别方法研究，探讨不同DNA编码方法、不同基因来源的核酸序列信息对物种识别成功率的影响，建立判别物种识别可靠程度的统计学指标，以枯叶蛾为例建立DNA分子分类数据库可为森林害虫防控识别及外来物种入侵提供数据库支持，本项目成果将为其它生物类群研究提供重要借鉴。

结项摘要

国际DNA条形码研究方兴未艾，是国际进化、生态、多样性研究中的热点研究，其中DNA条码的方法学研究更是重要的核心研究方向，项目在前期研究的基础上，着重研究DNA条形码研究中的基于DNA序列的物种识别，并且将其应用到我国重要的鳞翅目昆虫类群中，提出基于人工智能和生物信息学的条码新方法，建立并测试了支持向量机(SVM, Support Vector Machine，注：SVM为人工智能的一种)方法在COI基因对物种鉴定的成功率的影响，将模糊数学理论引入到DNA条型码（DNA barcoding）研究领域，提出了基于模糊成员关系与最小遗传距离的DNA物种识别新方法, 建立了包括枯叶蛾类害虫在内的鳞翅目昆虫DNA条码数据库1套，项目产生DNA条码新数据超过4600 条, 涉及我国北方常见鳞翅目重要害虫类群，对于我国农林生态系统的鳞翅目害虫的防控识别具有重要的意义及应用价值。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
昆虫系统发育重建的常用方法及步骤
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    应用昆虫学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    秦洁, 张爱兵
  • 通讯作者：
    秦洁, 张爱兵
DNA 条形码技术在北京百花山地区夜蛾科物种鉴定中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    昆虫学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    C. H. YANG;H. L. HAN;M. Y. CHI;Q. JIN;C. S. WU;C. D. ZHU;A. B. ZHANG
  • 通讯作者：
    A. B. ZHANG
支持向量机和邻接法在夜蛾科昆虫条码研究中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    生物安全学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张爱兵;H.L;GAO;Q;JIN Q;CHI M.Y;WU;C.S;ZHANG
  • 通讯作者：
    ZHANG
昆虫DNA条码分析中的距离方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    应用昆虫学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    金倩;张爱兵
  • 通讯作者：
    张爱兵
基于进化树、距离和特征的 DNA 条形码方法研究以百花山地区草螟科为例
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    应用昆虫学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨聪慧 金 倩 陈付强 武春生 张爱兵
  • 通讯作者：
    杨聪慧 金 倩 陈付强 武春生 张爱兵

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  • 通讯作者：
    张爱兵
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    金倩;张天芯;张智慧;王飞飞;王夏雯;王信海;张爱兵
  • 通讯作者：
    张爱兵
基于DNA条形码的物种界定算法比较研究——以北京周边地区舟蛾科为例
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张爱兵
松毛虫的生物防治
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    宋韶彬;杨聪慧;张爱兵
  • 通讯作者：
    张爱兵

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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