Группа информатики и математического моделирования образовалась в 2000 году и сконцентрировалась на выполнение математических исследований по двум направлениям в области сельскохозяйственной микробиологии.
Первое направление связано с разработкой компьютерных программ (в основном в Excel-среде) для проведения дисперсионного, корреляционного, факторного и фрактального анализов биологических данных. Оригинальной разработкой подразделения является программа построения графа межкомпонентных связей в микробно-растительных системах, основанная на корреляционном анализе. Впервые подразделением внедрена в научные исследования программа обработки молекулярно-генетических частотных данных почвенных микробных сообществ, основанная на фрактальном анализе этих частот.
Разработанные компьютерные программы регулярно регистрируются на сайте ФИПС. Научные результаты исследований закрепляются в серии методик комплексного многомерного статистического анализа биологических данных и совместных с другими исследователями статьях, что способствует извлечению дополнительной информации из экспериментального биологического материала и формулированию обоснованных гипотез о функционировании сложных микробно-растительных систем с множеством обратных связей.
Второе направление связано с разработкой математических моделей биологических объектов и многокомпонентных биосистем. К настоящему времени в этом направлении разработаны: (1) математическая модель циклической эволюции микробно-растительной системы, учитывающая горизонтальный перенос генов между микроорганизмами; (2) векторная математическая модель циклического развития фитопатогенных микромицетов; (3) математическая модель выживания бактериальной популяции в нише с ограниченным питательным ресурсом; (4) фрактальная модель сетевой организации деструктивных микробных сообществ. Разработанные математические модели могут использоваться как на этапе планирования биологических экспериментов, так и на этапе обработки полученных данных.
Научные достижения подразделения являются следствием тесного взаимодействия со всеми подразделениями института, что выражается в участие сотрудников подразделения (в качестве исполнителей) во многих грантах, выполняемых в институте.
Услуги группы информатики и математического моделирования.
Обработка многомерных и многофакторных данных биологических экспериментов и получение на выходе качественных и количественных характеристик комплекса обрабатываемых данных с использованием следующих аналитических процедур.
- Процедура дисперсионного анализа - доверительные интервалы средних величин .
- Процедура корреляционного анализа - граф максимальных коэффициентов корреляции.
- Процедура определения главных компонент - весовые коэффициенты факторов воздействия на биологические объекты.
- Процедура фрактального анализа - индексы системной интегрированности множественных биологических объектов.
Для обработки принимаются данные в электронном виде (Office 2003-2019). Принимаются данные смешанного вида - числовые и бинарные (например, было или не было воздействие на биологический объект в варианте опыта). Принимаются для обработки данные молекулярно-генетических профилей оперативно-таксономических единиц (ОТЕ) в микробных сообществах, экспрессии генов у растений и животных, и экссудации экзометаболитов растениями.
Для вычислений используются оригинальные Excel-программы, которые зарегистрированы на сайте ФИПС.
|