[发明专利]基于根系发育参数的污染暴露下化学调控剂的筛选方法

权利要求书

1.基于根系发育参数的污染暴露下化学调控剂的筛选方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

步骤S1 、选取待筛选化学调控剂，并以作物幼苗根系发育特征参数为基础，运用植物毒理学研究方法，对作物幼苗在待筛选化学调控剂以及污染条件下进行短期暴露实验，并选取能够反应待筛选化学调控剂对作物幼苗根系发育影响程度的根系发育特征参数作为靶向目标；

步骤S2、结合步骤S1的短期暴露实验数据，选取临界阈值分别对待筛选化学调控剂在污染条件下对作物幼苗根系的每项靶向目标的调节作用进行分类，得到临界阈值集；并根据待筛选化学调节剂对靶向目标的影响大则该靶向目标贡献度大的原则，确定各靶向目标的贡献度，得到靶标贡献度集；

所述步骤S2中选取临界阈值对待筛选化学调控剂在污染条件下对作物幼苗根系的每项靶向目标的调节作用进行分类的实现过程如下：

首先，选取对照组作物幼苗，并将对照组作物幼苗在污染条件下进行短期暴露实验，将对照组作物幼苗暴露于含有污染物的溶液中3天后测量每棵对照组作物幼苗根系的每项靶向目标的指标值，并将所有对照组作物幼苗根系的每项靶向目标的指标值的平均值作为对照组作物幼苗根系的每一项靶向目标的指标值Control，同时依据所有对照组作物幼苗根系的每项靶向目标的指标值计算得出对照组作物幼苗根系的每一项靶向目标的指标值标准差SD；

最后，采用Control+SD、Control、Control-SD分别作为临界阈值对待筛选化学调控剂在污染条件下对作物幼苗的每项靶向目标的调节作用进行分类，得到临界阈值集；

所述步骤S2中各靶向目标的贡献度按照下式计算：

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其中，为第i个靶向目标的贡献度，；W_i为第i个靶向目标的初始贡献度；U_i为第i个靶向目标对应的平均临界阈值，U_i,j为第i个靶向目标的第j类调节作用对应的临界阈值， m=3；I_i表示第i个靶向目标的响应值超过其平均临界阈值的倍数，为所有靶向目标的响应值超过其平均临界阈值的倍数之和；C_i为第i个靶向目标的响应值，即待筛选化学调控剂作用作物幼苗后第i个靶向目标的实际靶向目标的指标值；

分别对n个靶向目标的贡献度进行计算，得到一个1×n阶的靶向目标靶标贡献集A=(w₁,w₂,…,w_i…,w_n)；

步骤S3、将步骤S1的短期暴露实验数据中作物幼苗根系的每项靶向目标的指标值，和与该靶向目标对应的每类调节作用在临界阈值集中对应的临界阈值进行比对，并根据比对结果对每项靶向目标的每类调节作用进行分段表示，得出每项靶向目标的每类调节作用的分段函数；

步骤S4、先将每项靶向目标的每类调节作用的分段函数的计算结果组成一个n行m列的矩阵，得到单靶标不确定性矩阵，其中，单靶标不确定性矩阵中每个元素表示第i个靶向目标的第j类调节作用的分段函数计算结果，n与靶向目标数对应一致，m与调节作用类别数对应一致；

所述步骤S4建立了如下分段函数，得到靶向目标的服从度：

消极调节作用的分段函数，即j表示消极调节作用：

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无调节作用的分段函数，即j表示无调节作用：

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积极调节作用的分段函数，即j表示积极调节作用：

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其中，r_i,j为第i个靶向目标第j类调节作用的服从度，其为一个m维的行向量；

步骤S5、将靶标贡献度集与单靶标不确定性矩阵相乘，并根据两者相乘的结果得出待筛选化学调控剂在污染暴露条件下对作物幼苗根系发育的调节结果，并依据该调节结果从待筛选化学调控剂中选取合适的化学调控剂；

所述步骤S5中的单靶标不确定性矩阵，是用所有靶向目标的服从度组成一个n维的列向量得到的n行m列的矩阵，其与靶标贡献度集相乘得到不确定性参考向量B；

所述步骤S5根据靶标贡献度集与单靶标不确定性矩阵相乘的结果得出待筛选化学调控剂在污染暴露条件下对作物幼苗根系发育的调节结果，是先识别出不确定性参考向量B的最大值，并依据临界阈值集得出该最大值对应的调节作用类别，并将该调节作用作为当前待筛选化学调控剂在污染暴露条件下对作物幼苗根系发育的调节结果，最后依据该调节结果从待筛选化学调控剂中选取所需的化学调控剂。