نام پژوهشگر: فرهاد غفوری کسبی

کاربرد روشهای یادگیری ماشین درارزیابی های ژنومیک و بررسی تاثیر پیش بینی ژنوتایپ بر صحت ارزش های اصلاحی ژنومیک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری - دانشکده کشاورزی 1393
  فرهاد غفوری کسبی   محمود هنرور

چکیده هدف این تحقیق مقایسه سه روش یادگیری ماشین random forest، boosting و support vector machine در ارزیابی ژنومی و معرفی روش random forest به عنوان یک روش توانمند برای استنباط(پیش¬بینی) ژنوتیپ بود. نتایج برتری روش boosting بر دو روش دیگر را در غالب سناریوهای بررسی شده نشان داد، اگرچه تفاوتها فقط در برخی سناریوها معنی¬دار بود (05/0>p). همچنین علی¬رقم برتری روش boosting بر دو روش دیگر، میزان زمان لازم جهت انجام محاسبات در روش boosting به طور قابل ملاحظه¬ای از دو روش دیگر بیشتر بود. در مقایسه دو روش rf و svm در بیشتر موارد عملکرد روش svm و در برخی موارد دیگر عملکرد روش rf بهتر بود، اگرچه در غالب موارد تفاوت بین دو روش مذکور معنی¬دار نبود (05/0p>). در هر سه روش مطالعه شده، با افزایش وراثت¬پذیری، کاهش تعداد qtl، افزایش تراکم نشانگری، کاهش فاصله ژنتیکی از جمعیت مرجع و افزایش تعداد افراد حاضر در جمعیت مرجع، صحت پیش-بینی ارزش¬های اصلاحی ژنومی افزایش یافت. در ضمن نتایج نشان داد که لحاظ نمودن اثرات متقابل در ارزیابی ژنومی به طور معنی¬دار (05/0>p) منجر به افزایش صحت پیش¬بینی ارزش¬های اصلاحی ژنومی می-شود. میزان اهمیت snpها در صحت پیش¬بینی ارزش¬های اصلاحی متفاوت بود و برخی از آنها تا چندین برابر بر صحت پیش¬بینی تأثیر داشتند. روش random forestکه در این تحقیق برای اولین بار در ارزیابی ژنومی جهت استنباطژنوتیپ مورد استفاده قرار گرفت عملکرد خوبی از خود نشان داد. کاهش در صحت پیش¬بینی ارزش¬های اصلاحی در حالت استنباط5، 30، 50 و70 درصد ژنوتیپ snpها در مقایسه با استفاده از اطلاعات کامل (فاقد اطلاعات استنباطشده) ناچیز بوده (00%? تا 11%) و حتی با حذف اطلاعات ژنوتیپی 95% از snpها و استنباطآنها، 56 تا 60 درصد صحت پیش¬بینی با استفاده از اطلاعات کامل به دست آمد. صحت استنباطژنوتیپ (rt,im) با افزایش درصد ژنوتیپ¬های از دست رفته کاهش یافت به طوریکه با افزایش درصد ژنوتیپ¬های از دست رفته از 5 درصد به 30، 50، 70، 90 و 95 درصد، rt,imاز 99/0 به ترتیب به 93/0، 84/0، 61/0، 71/0 و 58/0 کاهش یافت.