基于遗传算法的猕猴桃组培苗变异监测研究

发布时间：2020-08-05 17:20

【摘要】：农业种植科学研究中通常以组培的方法来扩繁优良品种。组培是使植物能够生长、发育、分化与增殖的技术,具有繁殖系数高、快速高效、周年化生产等特点。但在组培过程中,由于离体条件本身、植物生长调节剂、培养基渗透压等诸多原因可能会使组培苗发生变异。一旦发生变异,变异苗就会随继代数的增多而增多。如未及时采取必要的措施,变异苗数量将成几何级数增长。有些遗传变异(主要是隐匿变异体)在组培过程中不易发现到大田后期才被发现,其经济损失更大。本文选用猕猴桃作为研究对象,先对猕猴桃引物对进行了筛选,提出了一种基于支持向量机的引物对选择方法,首先通过实验获得的组培苗的部分引物对,利用欧氏距离计算样本基因序列与引物对的相似性,将引物对及与引物对相似度低的基因序列分别作为两个数据集进行训练,再以此为基础对样本基因进行学习,选择出的基因序列即为引物对序列基因。将该方法用于猕猴桃组培苗引物对的筛选中,在已有8个引物对的基础上可获得40个新引物对基因序列。再利用自适应遗传算法对猕猴桃组培苗的培养进行动态监控,以减少猕猴桃组培过程中因出现变异苗而造成的损失。文中选用Rastrigin函数作为适应度函数,对支持向量机筛选出的引物对进行编码、交叉和变异。模拟出猕猴桃组织培养的过程,用自适应遗传算法构建模型来监测各代猕猴桃的适应度。结果表明,动态培育的猕猴桃植株在第一代至第九代保持自己基因的遗传稳定性,但到第十代,组培苗发生了较多变异。最后选用Schaffer函数和Rosenbrock函数为适应度函数以及运用POPGENE软件处理引物筛选电泳图两种方法验证了实验结果的可靠性。发现随着继代培养时间的增长,猕猴桃组培苗越容易出现变异,得到了继代次数不宜超过九代的结论。该实验方案通过仿真目标进化过程中适应度的变化来判定继代苗的变异状况,有其内在的合理性,为解决组培监测过程中周期长,操作复杂等问题提供了解决思路。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S663.4;TP18
【图文】：

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工大学硕士学位论文逡逑遗传算法解决问题的步骤如下：逡逑计编码和解码的方式。逡逑定决策变量和各种约束条件。逡逑取合适的适应度函数Ｆ邋（Ｘ）。逡逑定遗传算法中交叉概率、变异概率等相关参数。逡逑行选择、交叉、变异操作。逡逑满足该算法收敛条件后输出搜索结果。逡逑２．邋４基本遗传算法的运算流程逡逑遗传算法的流程图如图２．１所示。逡逑

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昆明理工大学硕士学位论文逦逡逑Ｆｉｒ邋Ｅｄｆｌ邋Ｓｏｕｒｃｅ－邋Ｒｅ！？ｃｔｏｒ邋Ｎａｖｉｇａｔｅ邋＾ｒｅｊｅｃｔ邋ＭｙＣｃｆｉｐｓｅ；邋Ｍｏｂｉ．？－邋Ｓ？？ｒｃ＊＞邋Ｒｕｒ．邋Ｗｉｒ－ａｏｗ邋Ｈｅｌｐ逡逑：－，＊＊邋￣－－？．．邋？－邋ｃｓ邋－：＊■－ｓ？邋－邋ｉ－．邋－邋ｒｐ邋＜；－邋？．邋：，？邋－

电泳图,引物筛选,电泳图,生物实验

］邋｜逡逑图３．１邋ＳＶＭ学习结果图逡逑其中包含有原引物对ＡＧＧＣＡＴ。也就是说，通过删除原引物对的基因序列，逡逑可以用本方法将其识别出来。逡逑本研宄用欧式距离和ＳＶＭ方法识别出组培过程中的引物对，对猕猴桃基因逡逑序列进行了仿真结果与生物实验结果一致。本论文的生物实验数据是由西南林业逡逑大学大学西南地区生物多样性保育国家林业局重点实验室进行实验真实测得。实逡逑验采用ＣＴＡＢ法对猕猴桃叶片进行ＤＮＡ的提取，得到的对应电泳图如图生物实逡逑验的结果如图３．２所示

【参考文献】