聚类算法 - EM

EM（Expectation-Maximum）算法也称期望最大化算法。EM算法是最常见的隐变量估计方法，在机器学习中有极为广泛的用途，例如常被用来学习高斯混合模型（Gaussian mixture model，简称GMM）的参数；隐式马尔科夫算法（HMM）、LDA主题模型的变分推断等等。

极大似然估计，只是一种概率论在统计学的应用，它是参数估计的方法之一。说的是已知某个随机样本满足某种概率分布，但是其中具体的参数不清楚，参数估计就是通过若干次试验，观察其结果，利用结果推出参数的大概值。极大似然估计是建立在这样的思想上：已知某个参数能使这个样本出现的概率最大，我们当然不会再去选择其他小概率的样本，所以干脆就把这个参数作为估计的真实值。

极大似然估计的核心关键就是对于一些情况，样本太多，无法得出分布的参数值，可以采样小样本后，利用极大似然估计获取假设中分布的参数值。

由于EM算法目前还未能理解具体的推导过程，因此暂时留下资料，为之后举例算法过程做参考。

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（1）算法计算结果稳定、准确

（2）EM算法自收敛，既不需要事先设定类别，也不需要数据间的两两比较合并等 *** 作

（1）对初始化数据敏感

（2）EM算法计算复杂，收敛较慢，不适于大规模数据集和高维数据

（3）当所要优化的函数不是凸函数时，EM算法容易给出局部最优解，而不是全局最优解

用EM发酵过的饲料饲养才猪的粪便基本不能产生沼气（不经济，而且没必要）

06年我听过一位日本的菌类专家（我们学校的客坐教授）的研究讲座，EM菌被我们学校用来发展菌床养猪，其实它是韩国技术，但是韩国人自己却不这么养，中国吉林地区有发酵床养猪示范基地，养的很好，用的都是EM菌，猪是吃喝拉撒睡都在菌床上，而且很健康，不必清理粪污，EM菌直接分解猪粪中未分解养分，猪在拱地找时时又被使用，所以

只有直接用圈养，集约化工业养猪场的粪便才经济实用，他们每天要处理大量粪便，要知道养殖企业对生态环境的牺牲和危害很大的，（吉林某肉鸡加工场，污水直接排到河里，导致河两边居民夏天靠近河的一边窗户从不打开，因为苍蝇加臭味，简直不能忍受！），有些企业采取把粪便干燥后作为农家肥（说实话，我们做代谢实验时就发现，现在工业化集约生产，给动物提供高能量，高蛋白饲料，但是由于动物发育和生长不协调，好比一个小孩1岁长60斤重，每天给他吃5碗饭，5个鸡腿，他能消化吸收吗？一个道理），所以未处理的粪便作为发酵沼气很合适，用EM处理的，基本还是作为菌床循环使用，这样可以节约成本，人力，物力，呵呵

沼气（Biogas）是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。由于这种气体首先在沼泽地被发现，故名沼气。沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70％，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。其特性与天然气相似。空气中如含有86～208％（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。

沼气是一些有机物质（如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物）在一定的温度、湿度、酸度条件下，隔绝空气（如用沼气池），经微生物作用（发酵）而产生的可燃性气体。沼气是气体的混合物，其中含甲烷60～70％，此外还含有二氧化碳、硫化氢、氮气和一氧化碳等。它含有少量硫化氢，所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：（1）微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。（2）由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。

要正常地产生沼气，必须为微生物创造良好的条件，使它能生存、繁殖。沼气池必须符合多种条件。首先，沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气，是多种厌氧菌活动的结果，因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气，不透气、不渗水。其次，沼气池里要维持20～40℃，因为通常在这种温度下产气率最高。第三，沼气池要有充足的养分。微生物要生存、繁殖，必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中，人畜粪便能提供氮元素，农作物的秸秆等纤维素能提供碳元素。第四，发酵原料要含适量水，一般要求沼气池的发酵原料中含水80％左右，过多或过少都对产气不利。第五，沼气池的pH值一般控制在7～85。

沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(C02)。甲烷占60％一70％，二氧化碳占30％一40％，还有少量氢、一氧化碳、硫化氢、氧和氮等气体。由于含有可燃气体甲烷，故沼气可做燃料。沼气是细菌在厌氧条件下分解有机物的一种产物。城市有机垃圾、污水处理厂的污泥、农村的人畜粪便、作物秸秆等，皆可做产生沼气的原料。细菌分解有机物的过程，大体分为两个阶段：第一阶段，将复杂的高分子有机物质转化为低分子的有机物，例如乙酸、丙酸、丁酸等；第二阶段，将第一阶段的产物转化为甲烷和二氧化碳。

在上述过程中，起发酵分解作用的是多种细菌共同作用的结果。为了使沼气发酵持续进行，必须提供和保持沼气发酵中各种微生物所需的生活条件。产生甲烷的细菌是厌氧的，少量的氧也会严重影响其生长繁殖。这就需要一个能隔绝氧的密闭消化池。温度在厌氧消化过程中是一个重要因素，甲烷菌能在0一80℃的温度范围内生存，有分别适应低温(20℃)、中温(30℃)、高温(50℃)的各类细菌，最适宜的繁殖温度分别为15℃、35℃、53℃左右。甲烷菌生长繁殖最适宜的pH值约为7．0一7．5，超出此范围，厌氧消化的效率就会降低。在厌氧消化过程中担负废弃物发酵作用的细菌，还需要氮、磷和其他营养物质。投入沼气池的原料比例，大体上要按照碳氮比等于20：1一25：1。此外，还应控制影响沼气发酵的有害物质浓度。沼气发酵微生物是一个统称，包括发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌五大类群。这些微生物按照各自的营养需要，起着不同的物质转化作用。从复杂有机物的降解，到甲烷的形成，就是由它们分工合作和相互作用而完成的。

在沼气发酵过程中，五大类群细菌构成一条食物链，从各群细菌的生理代谢产物或它们的活动对发酵液pH值的影响来看，沼气发酵过程可分为水解、产酸和产甲烷阶段。前三类群细菌的活动可使有机物形成各种有机酸，因此，将其统称为不产甲烷菌。后二类群细菌的活动可使各种有机酸转化成甲烷，因此，将其统称为产甲烷菌。

1不产甲烷菌

不产甲烷菌能将复杂的大分子有机物变成简单的小分子量的物质。它们的种类繁多，根据作用基质来分，有纤维分解菌、半纤维分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌和一些特殊的细菌，如产氢菌、产乙酸菌等。

2产甲烷菌

产甲烷菌是沼气发酵的主要成分--甲烷的产生者。是沼气发酵微生物的核心，它们严格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感，最适宜的pH值范围为中性或微碱性。它们依靠二氧化碳和氢生长，并以废物的形式排出甲烷，是要求生长物质最简单的微生物。

附：EM菌相关

EM菌为有效微生物群的英文缩写，它能使光和菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、醋酸菌、双歧杆菌、放线菌七大类微生物中的10属80种有益微生物共生共荣。它是由世界著名应用微生物学家日本琉球大学比嘉照夫教授发明的，EM技术是目前世界上应用范围最大的一项生物工程技术。和一般生物制剂相比，它具有结构复杂、性能稳定、功能齐全的优势，表现出前所未有的高科技水平。迄今为止，EM已狂风般席卷日本、美国、巴西、法国、台湾等90多个国家和地区。

EM菌技术能运用在工业、农业、畜牧业和环保上。在水处理方面能降低COD、BOD、SS，降低水中的含泥量，分解营养盐类物质和除臭，保持水质清新，有利于水产养殖。EM原液还能在动物消化道内和饲料中的生长繁殖，并能在动物内生产一个营养加工厂，为其合成大量糖类、淀粉类、蛋白质和氨基酸营养物质。不仅如此，这些有益微生物还能分解饲料中的粗纤维，使这些不易消化吸收利用的粗纤维转化成能被动物吸收的营养物质，提高动物对饲料的消休吸收利用率。这些微生物还能生产品种全、数量多的各种抗生素，提高动物的抗病力，杀死病原微生物，抑制腐败菌生长。实践证明，用EM养虾从未发生过烂尾现象；用EM原液防治鳖病疗效也非常显著，具体方法：水池泼洒浓度为1ppm—5ppm，重要时期为5ppm—10ppm，治疗疾病时则以10ppm为宜，拌饲料时兑水浓度为3‰。注意EM不能与杀菌剂或抑菌剂同用。

EM菌是由80多种有益微生物组成，自日本引进后，在我国的种植、养殖、水产等高产高效方面创造了许多奇迹。实践证明，使用EM菌后各种动物、植物产量高、品质优、口感好，价格成倍提高，其经济效益比一般的种植、养殖场提高数倍。

福建省永定县招宝生态农庄使用EM菌后，在养殖数以万计的畜禽场内闻不到臭味，环境显得非常优美，特别是在养殖的特种野猪中使用EM菌后，效果非常显著，主要表现在以下5点：

1、饲喂EM后，野猪的食欲、饲料报酬、饲料转化率明显提高，提前20天上市，降低生产成本。

2、基本消除猪舍的臭味，好看不到蚊蝇，杜绝了各种病源的发生，减少了用药成本。

3、改善体内环境，增强抗病能力，提高免疫力，畜禽发病率和死亡率降低80%以上，成活率达98%以上。

4、用EM后基本不用药，同时降低了野猪肉中脂肪、胆固醇含量，肉质更鲜美香醇，加上野猪主食无污染的青草、青菜，真正属于市场需求大、价格高的无公害绿色食品。

5、母野猪的繁殖率明显提高，平均每胎10—12头，比原来提高了30%。

一、用于喷洒圈舍和野猪饮水。

配制方法：原料为EM原露50克，红糖50克，水25公斤。将红糖溶于40℃温水中与EM原露混合均匀，放置2小时左右使EM菌群激活。加入水至所需浓度拌均匀，密封于塑料袋、桶、缸等容器中，放置在阴凉避光处48小时即可使用。

二、用于饲料发酵。

1、制作方法：比例：100克EM原露，100克红糖，15公斤水，50公斤饲料（如：青草、树叶、玉米秸、麦秸、花生秧、红薯蔓等，粉碎成细面。）配制方法：同上。

将配制好的液体均匀洒于饲料中，并搅拌均匀，装入塑料袋、桶、缸等容器中，或用薄膜覆盖均可，压实密封。发酵4（夏）—10（冬）天即可作饲料喂养动物。

在使用EM时应注意：1、发酵后有酒曲香味，如有臭味则证明失败。2、发酵中可以搅拌一次。3、不得与抗生素同时应用。

EM特别功效大集萃

以下EM是指保健EM，保健EM要求严格按照 *** 作方法培育。以下内容来自我们长时间和学员多年来反馈的一些总结。我们再三提醒大家，EM虽然功效多多，但不是万能的，遇到有较大疾病，建议你马上去医院治疗。

1止血：在日常劳动和生活中，我们经常会遇到刮破点皮造成流血的事情。这时，你把受伤的地方用几滴纯保健EM，会疼痛3-4秒钟后马上就会止血，注意不要沾上生水，连续2-3次，伤口较大用棉签清洗，伤口不会发炎，并迅速愈合。此法也适合于动物。

2治烫伤（小面积的，水烫火烫均有效）：对烫伤的地方马上用纯保健EM涂檫，一种清凉感觉让辣痛感即刻消失，2小时一次，一般一天左右即感到好了。此法对小面积脱皮烫伤效果都非常理想，烫伤部位不会发炎（烫伤部位不要接触生水）。大面积烫伤为安全起见，请马上去医院治疗。

3治疗腹泻：十分有效，几乎是百试百灵。日常生活中吃错东西等因素引起腹泻，马上用20毫升（矿泉水瓶盖2-3盖），兑温开水50-100毫升，一次服下，一般10分钟左右就见效了。

4降火气：冬季吃火锅或油炸食品等因素经常感觉到体内火气大，每天用50毫升保健EM兑温开水分2-3次饮用，效果极佳。

5治脚气：在3公斤的温水中加入03公斤的保健EM，把脚放入水中浸泡20分钟，连续7-10天，脚气消失。

6治口腔溃疡：口腔溃疡破烂后，先在漱口杯中装上大半杯温开水，加入50毫升保健EM，进行漱口，在漱口过程中用牙刷轻轻刷去溃疡表面的黄脓。刷牙后，每天三次用50毫升温开水兑20毫升EM分几次含在口中（不怕酸者可用纯EM），并用舌头把含在口中的EM水洗溃疡的伤口，1-2天痊愈。

7治头皮屑：先用洗发水洗发后，在5公斤清水中加入05公斤EM，用来冲洗头发，头发会感觉到非常柔软，洗后有一种清香，头皮屑会慢慢减少，头发变柔变亮。

8防治儿童痱子：每次在洗澡时，在10公斤温水中加入05公斤EM，能有效防治儿童痱子，儿童、大人洗澡后感觉到十分干净、清爽，一些瘙痒症也不治而愈。对痱子较严重的儿童，采用50毫升温开水中对50毫升EM的比例直接涂擦痱子处，几天即见消失。

9治蚊虫叮咬：蚊虫叮咬处又疼又痒，马上用纯EM涂擦，一般几秒钟痛痒减轻或消失，红肿开始消退；在房间里喷少许EM，蚊子明显减少，在身体裸露处喷少许EM，蚊子、蚂蟥极少叮咬。

10治红眼病：用50毫升温开水兑50毫升EM每天分3次清洗病眼，1-2天痊愈。

11治中耳炎：用棉签把纯EM涂擦或滴入耳中，每日2次，1-2天痊愈

12治一般皮肤病：一些一般皮肤病均可用纯EM涂擦，往往会收到一些惊喜的效果。

13治厌食症：每日三次饭后喝一小杯EM（10-20毫升EM兑100毫升温开水），会感觉到胃口特别好，食欲大增。

14动物方面：动物相互殴斗或其它原因产生伤口，可直接将EM喷淋到动物伤口上（最好将EM加热到35-45度使用），如果伤口化脓，用50%的EM清洗后再涂擦纯EM，绝大多数会在几天内愈合；遇到一些一下子难以辩明的动物毛病的初期，灌服些EM或将50%的EM浸泡食物饲喂，也可在饮水中加入10%的EM，许多疾病都会自然转好，让兽医都无法解析。……

15将EM稀释成50倍，每周一次喷洒叶类蔬菜，蔬菜生长茂盛，产量显著提高，特别口感纯美自然。

16消除内室异味：将EM兑水5倍，用手持小喷雾器喷洒有异味的居室，瞬间异味减轻、消失，并可保持数天。

17夏天蚊子多，用纯EM喷洒你坐的室内或用少量EM涂擦裸露的身体部位，蚊子远离于你。

一、EM菌原液简介

EM这个符号是有效微生物群的英文缩写。该技术发明人为日本国琉球大学教授比嘉照夫。EM菌原液是一个亲密和谐的大家族。它是由整个生态系统都存在的五大类微生物中的80多位“优秀分子”所组成。作为一个功能群体，EM菌原液采用适当的比例和独特的发酵工艺把经过仔细筛选出来的好气性和嫌气性有益微生物混合培养，形成多种多样的微生物群落，它们在生长中产生的有益物质及其分泌物质成为各自或相互生长的基质（食物），正是通过这样一种共生增殖关系，组成了复杂而稳定的微生态系统，不仅具备功能齐全的优势，其本身的生产工艺更表现出世界性的高科技水平。现在我们向您简单介绍EM菌原液里面的几位主要成员：

1、光合菌群（好气性和嫌气性）：如光合细菌和蓝藻类。属于独立营养微生物，菌体本身含60%以上的蛋白质，且富含多种维生素，特别是维生素B12、叶酸、生物素的含量是酵母的几千倍，还含有辅酶Q10，抗病毒物质和促进生长因子；它以土壤接受的光和热为能源，将土壤中的硫氢和碳氢化合物中的氢分离出来，变有害物质为无害物质，并以植物根部的分泌物、有机物、有害气体（硫化氢等）及二氧化碳、氮等为基质，合成糖类、氨基酸类、维生素类、氮素化合物、抗病毒物质和生理活性物质等，是肥沃土壤和促进动植物生长的主力部队。光合菌群的代谢物质能被植物直接吸收，还能成为其它微生物繁殖的养份。光合细菌如果增殖，其它的有益微生物也会增殖。例如：VA菌根菌以光合菌分泌的氨基酸为食饵，它有能力把植物根不吸收的不溶性磷提供给植物，又能与固氮菌共生，固氮能力成倍提高。

2、乳酸菌群（嫌气性）：它靠摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类形成乳酸。乳酸具有很强的杀菌能力，能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解。

乳酸菌的另一个重要作用，就是能够抑制连作障碍产生的致病菌增殖。一般情况下，致病如果增加，植物就衰弱，有害线虫会急剧增加。乳酸菌抑制了致病菌的活动，有害线虫会逐渐消失。

3、酵母菌群（好气性）：它利用作物根部产生的分泌物、光合菌合成的氨基酸、糖类及其它有机物质产生发酵力，合成促进根系生长及细胞分裂的活性化物质。酵母菌在EM菌原液中对于促进其它有效微生物（如乳酸菌、放线菌）增殖所需要的基质（食物）的生产提供重要的给养保障；此外，酵母菌产生的单细胞蛋白是动物不可缺少的有效养份。

4、革兰氏阳性放线菌群（好气性）：放线菌是细菌和霉菌的中间形态。它从光合细菌中获取氨基酸、氮素等作为基质，产生出各种抗生物质、维生素及酶，可以直接抑制病原菌。它提前获取有害霉菌和细菌增殖所需要的基质，从而抑制它们的增殖，并创造出其它有益微生物增殖的生存环境。放线菌和光合细菌组成的混合部队，其净菌作用比放线菌单兵作战的杀伤力要大许多倍。同时，对难分解的物质，如木质素、纤维素、甲壳素等具有降解作用，而被分解的物质容易被动植物吸收，增强动植物对各种病害的抵抗力和免疫力。放线菌也有助长固氮菌和VA菌根菌的作用。

5、发酵系的丝状菌群（嫌气性）：主要以发酵酒精时使用的曲霉属为主体，它能和其他微生物共存，尤其对土壤中酯的生成有良好效果。因为酒精生成力强，能防止蛆和其他有害昆虫的发生，并有分离恶臭的效果。

由上可见，各类微生物都各自发挥着重要作用，核心作用是光合细菌，它的合成作用从根本上支撑着其他微生物的活动，同时也利用其他微生物产生的物质，形成共生共荣的关系，保证EM菌原液性能稳定，功能齐全，发挥出集团军作战的强大能量。EM菌原液的基本功能 是造就良性生态。只要恰当施用，它就会迅速与所到之处的良性力量结合，产生抗氧化物质，消除腐败，清除氧化物质，抑制病原菌，增强或形成适于动植物生长的良好环境，并产生大量易为动植物吸收的物质，如氨基酸、有机酸、多醣类、各种维生素、各种生化酶、促生长因子、抗生素和抗病毒物质等，提高动植物的免疫功能，促进健康生长，从而达到改良生长环境（生态）、减轻劳动、降低成本、提高产量、改良品质，使人们吃（用）上无污染的高质量产品，提高全社会的生产水平和生活质量。

二、应用方法简介：

EM菌原液主要有三种简单方便的方法在各个领域灵活应用。

1、制作发酵料（或直接制作发酵饲料与堆肥，详见相关章节），然后按一定比例掺入饲料中喂养畜禽或掺入粪便、垃圾等制成高效有机肥。

2、按一定比例兑水（即EM菌原液稀释液）喂畜禽、作种植业的浸种、泡根以及追肥（叶面、根部喷施），水产养殖喷施及居室栏舍喷洒、垃圾处理等，现兑现用。

3、直接饮用（染病牲畜灌服EM菌原液，染病家禽根据病情饮用高浓度的EM菌原液稀释液）。

现在，我们首先介绍EM菌原液发酵料的制作方法：

米糠或麦麸（处理垃圾还可用锯木屑）加入EM菌原液及红糖各1%，再加清水30－35%（依材料的干湿程度适当增减水量）。

具体 *** 作：先将少量温水溶化红糖，再倒入清水，然后倒入EM菌原液，混合均匀；将此混合液倒入干料（米糠或麦麸），边倒边拌，拍散团块，搅拌成均匀粉末状，以手捏成团，不滴水珠，松手一触即散为宜然后装入干净容器（桶、缸或厚塑料袋等），压实密封，不能漏气，放置在5℃－40℃的地方，进行厌氧发酵，经4天（夏）－6天（春、秋）－10天（冬），即会发出带酸甜的浓郁酒曲香味，表明发酵成功。若出现异味或只酸不香和只甜不酸，没有酒曲香味，应查明原因继续发酵。在气温低的季节，可将拌好的料装好后，先不密闭，让其好气发酵，待内温上升到40℃时，再封口密闭。发酵失败的各种有机材料都可以晾干后按照上述方法重新发酵（稍加大EM菌原液用量），成功后再使用。发酵时间长些成熟度更好。发酵料密封可存放6个月，不能密闭时应在7天内用完。

我们把EM菌原液发酵料的制作方法放在第一章来介绍，不仅仅是因为EM菌原液发酵料可以在种植、养殖、环保乃至家庭保健等领域都能应用，更主要的目的，是因为EM菌原液发酵料，或者它的制作方法（针对一切有机物质）完全可以把农、林、牧、渔以及家庭环保综合利用起来，造成鸡粪喂猪、猪粪喂牛、牛粪施入田地或水塘，既改良土壤又净化水质的环保生态圈，充分利用EM菌原液在动物粪便和有机废物中的增殖作用，让这群神奇的小生命为我们带来低成本、高效益、最安全的种养新模式，保证下一个世纪生态农业经济可持续性地稳定增长。

如果我们想象力再丰富一些，象有些村子已经涌现出“浇地公司”为全村农户集中灌溉一样，我们为什么不能组织几个人把一个村甚至一个镇所有秸秆（包括生活垃圾）都集中起来，只要一台粉碎机，便可提供大量无污染的高效生态农肥（EM菌原液发酵料），不仅获得效益，乡亲们又拍手称快，而且这样的“生态农肥公司”成立越多，我们的人类便越有希望，我们的地球便会愈加美好！

int wjx2=0, wjx=0;

char ch[11]={0};

m_edit3SendMessage(EM_GETSEL,&wjx,&wjx2); //Modified

sprintf(ch,"%ld",wjx2);

MessageBox(ch);

wParam

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lParam

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可使用CSS3给前3个li设置样式，具体代码如下：

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newlist ul li:nth-child(3){}/第三个li的样式设置/

newlist ul li:nth-child(1) > span{}/第一个li下面的span样式设置/

newlist ul li:nth-child(1) > em{}/第一个li下面的em样式设置/

大量SNP标记的出现，使以单个标记为中心的关联分析方法逐渐转变成以单倍型为主的关联分析方法。以单倍型为主的分析方法的首要问题是如何获取单倍型。通过实验手段获取单倍型成本较高，利用基因型数据通过单倍型推断获取单倍型是当前首选方法。 针对一般系谱和紧密连锁的SNP标记，本研究提出了一种快速和准确的单倍型推断方法。该方法通过三步六条规则，利用亲子关系确定有序基因型，逐步剔除多余的单倍型，最后通过最大似然法确定单倍型组合。利用SIMPED程序模拟数据验证在不同系谱大小，不同标记数目和不同标记基因型缺失率等参数组合条件下

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