基因组数据分析手册

基因组数据分析手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:浙江大学出版社
作者:胡松年,薛庆中
出品人:
页数:224
译者:
出版时间:2003-05-01
价格:45.00元
装帧:平装
isbn号码:9787308033053
丛书系列:
图书标签:
  • 专业
  • 基因组学
  • 生物信息学
  • 数据分析
  • 基因组数据
  • 生物统计学
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  • Python
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  • 基因组
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具体描述

《基因组数据分析手册》内容概览:数据之海的导航指南 本书并非聚焦于基因组测序技术的具体操作流程,或深入探讨特定物种的基因组注释细节。相反,它是一本面向数据分析实践者的工具书,旨在系统梳理和阐述从原始测序数据中提取生物学意义的完整分析框架与方法论。本书的核心关注点在于“如何处理、解读和验证海量生物信息数据”,而非“如何产出这些数据”。 第一部分:数据基础与质量控制——奠定分析的基石 本篇聚焦于所有后续分析的起点:原始测序文件的理解与质量保障。 1. 测序数据格式的深度解读:FASTQ与SAM/BAM规范 本章将详细解析FASTQ文件中的质量值(Phred分数)的计算原理、编码方式(ASCII偏移量)及其对下游分析的实际影响。我们将探讨不同测序平台(如Illumina、PacBio、Oxford Nanopore)产生的原始数据在质量特征上的系统性差异,而非简单罗列这些平台的硬件参数。重点在于如何通过统计学工具识别和量化系统偏差(如5’端偏倚、GC含量影响)。 2. 质量控制(QC)与过滤策略 我们将深入探讨多种QC工具(如FastQC、MultiQC)报告背后的统计假设。分析的重点不再是“如何运行工具”,而是“如何根据生物学问题制定过滤策略”。例如,针对宏基因组项目,我们如何平衡去除低质量读段与保留物种多样性的关系;针对转录组项目,如何评估Poly(A)尾部富集度对定量结果的偏差。本章将提供一套基于风险评估的决策树,指导读者在不同实验设计下选择最佳的剪切、过滤和截断阈值。 3. 数据预处理与标准化 此部分不涉及具体的软件调用,而是探讨预处理的必要性。我们将分析错配率(Mismatch Rate)对基因组比对(Mapping)效率的影响,以及如何在不丢失关键信息的前提下,对数据进行降噪处理,以应对后续计算资源有限的挑战。 第二部分:比对、组装与变异检测——结构与差异的重建 这部分是基因组学分析的核心,重点在于算法的逻辑和结果的生物学解释。 1. 序列比对(Alignment)的算法哲学 我们将对比经典的比对算法(如Smith-Waterman的局部比对思想、BWA/Bowtie2的种子策略)在计算复杂度和敏感性上的权衡。重点分析“不完美匹配”的处理——即如何量化和解释错配、插入缺失(Indel)对下游变异检测准确性的影响。我们将展示如何通过调整比对参数,优化在复杂重复区域的定位准确性。 2. 从读段到参考序列:组装策略的选择与评估 对于De Novo组装项目,本章侧重于评估组装质量的指标(如N50、L50、支架长度分布)的生物学意义,而非单纯的软件使用指南。我们将探讨从K-mer分析推断基因组复杂性,以及如何利用不同长度读段(短读长、长读长)的数据互补性来解决重复区域的拼接难题。 3. 变异发现的统计模型 变异检测(SNPs, InDels, CNVs)的本质是统计推断。本章将解析主流变异检测器(如GATK HaplotypeCaller)背后基于贝叶斯模型的调用流程。重点是理解Phred尺度质量分数、覆盖深度、比对质量(MAPQ)如何共同作用于等位基因频率(AF)的置信区间估计。此外,我们将系统介绍如何区分真正的生物学变异与PCR重复、测序错误产生的伪阳性信号。 第三部分:定量分析与功能注释——连接基因型与表型 此部分专注于将结构信息转化为可解释的生物学信号,特别是转录组和表观遗传学数据。 1. 表达定量:从计数到标准化 针对RNA-Seq数据,本章将侧重于计数矩阵的构建与差异表达分析(DEA)的统计基础。我们将深入探讨DESeq2和EdgeR中负二项分布模型的假设前提,以及在处理低表达基因和批次效应(Batch Effect)时,标准化方法(如TMM、RLE)的选择依据。重点是理解如何设计对照组,以确保差异表达结果的统计功效。 2. 关联分析与通路富集 本章概述如何进行基因集富集分析(GSEA)和通路分析(GO/KEGG)。强调的关键点在于:如何选择合适的背景基因集以避免“大基因集偏倚”,以及如何解释富集结果中的统计显著性与生物学重要性之间的关系。我们将探讨多重检验校正(如FDR)对结果解释的严格性要求。 3. 表观遗传数据的功能解读 对于ChIP-Seq(染色质免疫共沉淀测序)或ATAC-Seq数据,本章着重于峰值(Peak)识别后的下游注释。我们不教授峰值调用软件的使用,而是讨论如何将识别出的结合区域映射到基因组的特定功能元件上(如启动子、增强子、基因间区),并结合染色质状态模型(如ChromHMM)来推断其对基因调控的影响。 第四部分:整合、可视化与结果报告——走向可信的科学结论 最后一部分关注数据分析的最终目标:清晰、可重复的报告和多组学数据的整合。 1. 多组学数据整合的挑战 本章探讨在整合不同类型数据(如基因组变异、转录组表达、蛋白质组修饰)时,必须解决的异构性问题。我们将概述数据降维技术(如PCA、t-SNE)在整合分析中的作用,以及如何使用共识聚类方法来识别跨平台稳定的生物学亚群。 2. 可视化:从散点图到热图的叙事力量 强调高质量可视化的原则:信息密度与清晰度的平衡。内容将包括如何设计有效的火山图、森林图和环状热图,以清晰传达统计推断的结果,并讨论如何有效利用交互式可视化工具来探索复杂数据集。 3. 结果的稳健性验证与报告规范 分析的终点是验证。本章将详细阐述如何设计内部验证(如交叉验证、Bootstraping)和外部验证(如利用公共数据库验证)流程,以证明分析结果的稳健性。最后,我们将讨论在方法学部分撰写时,应如何精确描述所用算法的版本、参数设定以及统计模型的选择,确保研究的可重复性。 --- 总结: 本书是为那些已经掌握基础编程和统计学概念,但需要在复杂的生物信息学分析流程中建立起系统性方法论的科研人员和生物信息工程师准备的。它关注的是“为什么选择这个分析步骤”和“这个步骤的结果意味着什么”,而非软件的命令行操作指南。这是一份侧重于分析逻辑、统计假设和生物学解释的深度参考。

作者简介

胡松年,男,中科院北京基因组研究所研究员,博士生导师,所长助理,主要从事基因组学、分子生物学及分子遗传学方面的研究。1996年于中国农业大学生物学院植物生化系获博士学位。1996?C1998 年在中国医学科学院基础医学研究所任助研。1998?C1999年在美国西雅图华盛顿大学基因组中心任访问学者。1999?C2001年任中科院遗传所人类基因组中心暨北京华大基因研究中心总工程师。2002-2003年任杭州华大基因研发中心主任。2004年至今任中科院北京基因组研究所研究员。胡松年教授承担了多项国家863、973、国家自然科学基金等项目研究。参与了“人类基因组1%计划”、“家猪基因组计划”研究工作。并作为主要负责人之一承担了“水稻基因组计划”,并获“2002年度求是杰出科技成就集体奖”和“2003年度中国科学院杰出科技成就集体奖”,现为国家科技部重大研究计划“以细胞为单元的人类基因转录组与蛋白质组的关联性研究”的课题负责人。胡松年教授在国内外重要学术刊物上共发表论文60余篇,发表专著《基因组数据分析手册》和《基因表达序列标签(EST)数据分析手册》2本,参与编著2本。

目录信息

读后感

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用户评价

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最近入手了一本关于大数据处理和算法优化的专业书籍,它的封面设计非常前卫,充满了未来科技感,那种深邃的蓝色调和复杂的电路图纹理,让人立刻联想到海量数据在高速运转的场景。这本书的篇幅惊人,感觉像是一块沉甸甸的砖头,光是翻开它,就能感受到作者在结构化复杂信息方面的深厚功力。内容上,它聚焦于分布式计算框架下的数据清洗、转换与加载(ETL)流程的优化策略,特别深入地探讨了如何利用最新的内存计算技术来压缩传统批处理的时间瓶颈。书中大量的图表和伪代码示例,清晰地展示了从理论到实践的每一步操作,尤其是它对几种主流NoSQL数据库在处理高并发写入请求时的性能瓶颈分析,写得极其透彻,简直就是一份实战工程师的宝典。我尤其欣赏作者在描述复杂的 MapReduce 流程时,那种层层递进、抽丝剥茧的叙事方式,让人能轻松地理解那些原本晦涩难懂的并行化原理。这本书无疑是为那些已经有一定编程基础,并渴望在数据处理性能上寻求突破的专业人士量身定制的进阶读物。

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这本书的装帧非常朴素,采用了哑光纸张,拿在手里有种沉稳的质感,书脊上的字体是经典的衬线体,透露出一种经典学术著作的严谨性。我本来以为它会是一本偏向理论证明的教科书,但读下去才发现,它更像是一位经验丰富的老前辈,耐心地分享他多年的项目经验和踩过的“坑”。全书的重点似乎放在了数据安全和隐私保护的合规性上,详细阐述了诸如差分隐私技术在数据聚合过程中的具体应用案例,以及如何设计符合 GDPR 和 CCPA 标准的数据生命周期管理系统。书中没有过多地纠缠于底层代码的细节,而是将笔墨集中于宏观架构设计和风险评估层面。例如,有一章专门对比了两种主流加密算法在保持数据可用性和计算效率之间的权衡,这个对比非常精辟,帮我迅速理清了在特定业务场景下应该如何取舍。对于那些需要对数据治理和合规性负责的管理者来说,这本书提供的视角和方法论价值连城,它教会我们如何在追求效率的同时,筑起坚不可摧的法律和道德防线。

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坦白说,这本书的封面设计非常“硬核”,大面积的黑色背景上只有一行高对比度的黄色文字,看起来就像是某部老式终端机的输出结果,充满了复古的极客气息。这本书的内容似乎完全跳脱了常规的数据存储和处理范畴,它的关注点似乎完全指向了生物信息学和高通量测序数据的分析流程。书中详尽地介绍了从 FASTQ 文件到 VCF 文件转化过程中,不同比对算法(比如 BWA 和 Bowtie2)的性能差异和偏好性,并提供了一套标准化的流程脚本。最让我震撼的是其中关于变异位点(SNV)的注释和优先级排序模块,作者不仅罗列了现有的注释数据库,还提供了一个自建的加权评分系统,用以评估特定变异的临床意义。这本书的专业门槛非常高,需要读者对分子生物学和统计遗传学有一定的基础知识,但对于那些在生物制药和基因诊断领域工作的研究人员而言,它提供了一套经过实战检验、高度优化的分析“工具箱”,对于提升科研产出的效率和准确性具有立竿见影的效果。

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这本书拿到手时,感觉它更像是一本设计精美的画册,纸张光滑,色彩饱满,每一页的插图都充满了艺术感,仿佛作者在试图将冰冷的数据世界变得有血有肉。这本书的论述风格非常强调“用户体验”和“交互设计”,它似乎并不关注数据在后端服务器上如何被高效处理,而是聚焦于如何将复杂的数据洞察以最直观、最易于理解的方式呈现给决策者。全书的大部分内容都围绕着数据可视化和信息架构展开,它详细剖析了不同类型的可视化图表(如桑基图、和弦图、热力图)在传达不同类型信息时的优劣势,并提供了一套详尽的颜色理论指南,用以避免认知偏差。书中还包含了大量的交互式仪表盘(Dashboard)的设计规范和最佳实践,例如如何设计一个能够在移动端良好运行的、响应迅速的报告界面。对于那些致力于数据产品经理、商业智能分析师岗位的人来说,这本书是极佳的视觉传达和叙事技巧的教科书,它教会我们如何“讲好”数据背后的故事,而非仅仅是“展示”数据本身。

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我是在一个咖啡馆里偶然翻到这本书的,当时就被它极其现代的排版吸引住了——大面积的留白、清晰的模块化结构,让人阅读起来毫无压力。这本书的叙事风格非常活泼,作者似乎非常擅长用生动的比喻来解释枯燥的技术概念。比如,他把数据管道比作城市的水利系统,把数据质量问题形容为“系统中的微生物污染”,一下子就把抽象的质量控制问题具象化了。这本书的核心内容似乎集中在如何构建一套自动化、自适应的数据质量监控体系。它介绍了一种基于机器学习的异常值检测模型,该模型能够根据历史数据的波动性自动调整阈值,极大地减少了误报和漏报。我特别喜欢它在探讨“数据漂移”问题时所采用的案例研究,那些案例都来源于真实的金融和医疗领域,具有很强的说服力。对于初入数据科学领域,希望快速掌握数据预处理“内功心法”的新手来说,这本书无疑是一座点亮迷途的灯塔,它的语言平易近人,又不失专业深度。

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書號.不晦涩.比较实用.但我觉得可能有些简单,工具化,不适合入门.但所幸看完了

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書號.不晦涩.比较实用.但我觉得可能有些简单,工具化,不适合入门.但所幸看完了

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