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支持向量机和邻接法在夜蛾科昆虫条码研究中的应用

2012-10-12韩辉林迟美妍武春生张爱兵首都师范大学生命科学学院北京00048东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨50040中国科学院动物研究所北京000

生物安全学报 2012年4期
关键词:物种方法研究

李 俊,韩辉林,高 强,金 倩,迟美妍,武春生,张爱兵*首都师范大学生命科学学院,北京00048;东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨50040;中国科学院动物研究所,北京000

夜蛾科隶属鳞翅目,为该目第一大科,目前已知种类超过3.5万种(Poole,1989)。由于夜蛾科昆虫具有危害方式多样、发生时期不同、近缘种类繁多、个体变异丰富等特点,且从事传统分类的学者日趋减少等,导致除粘虫类、地老虎类、烟青虫Helicoverpa assulta(Guenée)、棉铃虫 Helicoverpa armig-era(Hübner)等重要的农林害虫外,其他大部分种类的相关研究极其薄弱(陈一心,1999)。近年来,随着形态分类学多元信息的整合以及分子生物学技术的快速发展,传统夜蛾科分类系统发生了很大变化(Zahiri et al.,2010、2012)。但是,由于新系统还存在一定的不稳定性,本文以传统的分类系统为主予以研究。

DNA 条形码被 Hebert et al.(2003a、b)和 Remigio&Hebert(2003)提出之后,得到了国际上的广泛关注。许多研究者将DNA条形码应用于物种鉴定中,其利用一段基因序列作为分子标记来快速、准确、自动化地对物种进行鉴定(Hajibabaei et al.,2006)。目前,DNA条形码数据分析倡议协会(DNA Barcode Data Analysis Initiative,DBDAI)把线粒体COⅠ基因5'端起始的长度为658 bp的一段序列作为动物物种鉴定的标准序列(Ratnasinghan&Hebert,2007)。这段COⅠ序列在后生多细胞动物群,包括脊椎动物(Francis et al.,2010;Hubert et al.,2008;Tavares & Baker,2008)和无脊椎动物(Jennings et al.,2010;Johnson et al.,2008;Zhou et al.,2009)的物种鉴定和隐存种鉴定方面都很有效(Efe et al.,2009;Johnson et al.,2008;Kerr et al.,2009)。但是,DNA条形码技术在物种鉴定方面仍然存在争议(Will&Rubinoff,2004),一些以形态鉴定为主的学者认为,物种鉴定需要依靠经验(Elias et al.,2007;Hurst& Jiggins,2005;Meyer& Paulay,2005;Wiemers & Fiedler,2007)和理论知识(Hickerson et al.,2006)的积累。

支持向量机(support vector machine)又称支持向量网络(Cortes& Vapnik,2009),于1995年被提出,是在统计学理论基础上发展起来的一种新的机器学习方法,在机器学习的许多方面表现出特有的优势,如解决小样本、非线性和高维模式识别等问题,并且在函数拟合等机器学习中得到推广和应用(郎宇宁和蔺娟如,2010)。……

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