• Title/Summary/Keyword: chain-based clustering

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Dynamic changes of yak (Bos grunniens) gut microbiota during growth revealed by polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis and metagenomics

  • Nie, Yuanyang;Zhou, Zhiwei;Guan, Jiuqiang;Xia, Baixue;Luo, Xiaolin;Yang, Yang;Fu, Yu;Sun, Qun
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권7호
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    • pp.957-966
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    • 2017
  • Objective: To understand the dynamic structure, function, and influence on nutrient metabolism in hosts, it was crucial to assess the genetic potential of gut microbial community in yaks of different ages. Methods: The denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) profiles and Illumina-based metagenomic sequencing on colon contents of 15 semi-domestic yaks were investigated. Unweighted pairwise grouping method with mathematical averages (UPGMA) clustering and principal component analysis (PCA) were used to analyze the DGGE fingerprint. The Illumina sequences were assembled, predicted to genes and functionally annotated, and then classified by querying protein sequences of the genes against the Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) database. Results: Metagenomic sequencing showed that more than 85% of ribosomal RNA (rRNA) gene sequences belonged to the phylum Firmicutes and Bacteroidetes, indicating that the family Ruminococcaceae (46.5%), Rikenellaceae (11.3%), Lachnospiraceae (10.0%), and Bacteroidaceae (6.3%) were dominant gut microbes. Over 50% of non-rRNA gene sequences represented the metabolic pathways of amino acids (14.4%), proteins (12.3%), sugars (11.9%), nucleotides (6.8%), lipids (1.7%), xenobiotics (1.4%), coenzymes, and vitamins (3.6%). Gene functional classification showed that most of enzyme-coding genes were related to cellulose digestion and amino acids metabolic pathways. Conclusion: Yaks' age had a substantial effect on gut microbial composition. Comparative metagenomics of gut microbiota in 0.5-, 1.5-, and 2.5-year-old yaks revealed that the abundance of the class Clostridia, Bacteroidia, and Lentisphaeria, as well as the phylum Firmicutes, Bacteroidetes, Lentisphaerae, Tenericutes, and Cyanobacteria, varied more greatly during yaks' growth, especially in young animals (0.5 and 1.5 years old). Gut microbes, including Bacteroides, Clostridium, and Lentisphaeria, make a contribution to the energy metabolism and synthesis of amino acid, which are essential to the normal growth of yaks.

비정상성 가뭄빈도 해석 기법에 따른 가뭄 심도-지속기간-재현기간 곡선 유도에 관한 연구 (A Study on derivation of drought severity-duration-frequency curve through a non-stationary frequency analysis)

  • 정민수;박서연;장호원;이주헌
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권2호
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    • pp.107-119
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    • 2020
  • 본 연구는 한반도의 관측 강우자료를 기반으로 하여 과거의 가뭄 특성을 파악함과 동시에 RCP 8.5 기후변화 시나리오를 활용한 장래 발생 가능한 극치 가뭄에 대한 장기전망을 수행하였다. 정량적인 가뭄 분석을 위해 기상학적 가뭄지수인 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 적용하였으며 일단위 강우 관측 자료 및 RCP 시나리오를 단일한 장기 시계열 자료로 구축하여 1, 3, 6, 9, 12개월 지속기간의 SPI 입력인자로 활용하였다. 한반도의 지역별 가뭄특성 분석을 위한 대상 강우관측소는 1954년 시점부터 강우 자료를 보유하고 있는 12개 관측 지점을 선정하였으며, 동일 지점의 10개 GCM(General Circulation Model)을 적용하였다. 기후변화에 따른 가뭄 특성 변화 분석을 위해 강우발생일수와 총강수량에 대한 12개 강우관측소별 추세 변동 분석 및 군집화를 수행하였다. 샘플링 기법을 활용한 비정상성 빈도분석을 위해 베이지안 기반의 DE(Differential Evolution)와 MCMC(Markov Chain Monte Carlo)를 결합한 DEMC 기법을 채택하였고, 비정상성 가뭄빈도해석을 통하여 12개 지점별 SDF(Severity-Duration-Frequency) 곡선을 유도하였다. 비정상성을 가정한 장기 수문자료를 보유한 지점들의 SDF 곡선 산정을 통해 미래의 가뭄에 대한 정량적인 전망을 수행하였다. 장기시계열 자료를 보유한 12개 지점의 군집분석을 수행한 결과 Zone 1-2, 2, 3-2에 해당하는 제주를 제외한 전주, 광주, 여순, 목포, 추풍령 등에서 장래에 가뭄발생 위험이 높은 것으로 분석되었다. 장래 발생 가능한 가뭄 위험성을 정량적으로 파악함으로써 미래 가뭄관리 정책에 충분히 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

ERGM 기반의 모수적 및 비모수적 방법을 활용한 수출 유망국가 분석: 정보통신 및 가전 산업 사례를 중심으로 (Analysis of promising countries for export using parametric and non-parametric methods based on ERGM: Focusing on the case of information communication and home appliance industries)

  • 전승표;서진이;유재영
    • 지능정보연구
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    • 제28권1호
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    • pp.175-196
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    • 2022
  • 우리나라의 주력 산업 중 하나였던 정보통신 및 가전 산업은 점차 수출 비중이 낮아지는 등 수출 경쟁력이 약화되고 있다. 본 연구는 이런 정보통신 및 가전 산업의 수출 제고를 돕기 위해서 객관적으로 수출경쟁력을 분석하고 수출 유망국가를 제시하고자 했다. 본 연구는 수출경쟁력 평가를 위해서 네트워크 분석 중 구조적 특징, 중심성 그리고 구조적 공백 분석을 수행했다. 유망 수출 국가를 선정하기 위해서는 기존에 경제적 요인 외에도 이미 형성된 글로벌 무역 네트워크(ITN) 즉 글로벌 밸류체인(GVC)의 특성을 고려할 수 있는 새로운 변수를 제안했다. 국가간 무역 네트워크 분석에서 Exponential Random Graph Model(ERGM)을 통해 도출된 개별적인 링크에 대한 조건부 로짓값(log-odds)을 수출가능성을 나타낼 수 있는 대리변수로 가정했다. 이런 ERGM의 링크 연결 가능성까지 고려해 수출 유망국가를 추천하는 데는 모수적 접근 방법과 비모수적 접근 방법을 각각 활용했다. 모수적 방법에서는 ERGM에서 도출된 네트워크의 링크별 특성값을 기존의 경제적 요인에 추가 고려하여 우리나라 정보통신 및 가전 산업 수출액을 예측하는 회귀분석 모형을 개발했다. 또한 비모수적 접근 방법에서는 클러스터링 방법을 바탕으로 한 Abnormality detection 알고리즘을 활용했는데, 2개 Peer(동배)에서 벗어난 이상값을 찾는 방법으로 수출 유망국가를 제안했다. 연구 결과에 따르면, 해당 산업 수출 네트워크의 구조적 특징은 이전성이 높은 연결망이었으며, 중심성 분석결과에 따르면 우리나라는 수출에 규모에 비해서 영향력이 약한 것으로 나타났고, 구조적 공백 분석결과에서 수출 효율성이 약한 것으로 나타났다. 본 연구가 제안한 추천모델에 따르면 모수 분석에서는 이란, 아일랜드, 북마케도니아, 앙골라, 파키스탄이 유망 수출 국가로 나타났으며, 비모수 분석에서는 카타르, 룩셈부르크, 아일랜드, 북마케도니아, 파키스탄이 유망 국가로 분석되었으며, 분석방법에 따라 추천된 국가에서는 일부 차이가 나타났다. 본 연구결과는 GVC에서 우리나라 정보통신과 가전 산업의 수출경쟁력이 수출 규모에 비해서 높지 않음을 밝혔고, 따라서 수출이 더욱 감소될 수 있음을 보였다. 또한 본 연구는 이렇게 약화된 수출경쟁력을 높일 수 있는 방안으로 다른 국가들과의 GVC 네트워크까지 고려해 수출유망 국가를 찾는 방법을 제안했다는데 의의가 있다.