基于遺傳圖譜的班章古茶樹(shù)遺傳多樣性分析

譚思敏，高 彬，林 胤，陳前華

（1.東莞中國(guó)科學(xué)院云計(jì)算產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與育成中心，廣東 東莞 523808；2.東莞市雙陳茶業(yè)有限公司，廣東 東莞 523808；3.廣東電子工業(yè)研究院有限公司，廣東 東莞 523808）

植物多樣性作為地球上較為寶貴的財(cái)富，是人類的發(fā)展與生長(zhǎng)的物質(zhì)源泉。遺傳多樣性的豐富程度影響著品種培育與改良的潛力。中國(guó)作為茶的原產(chǎn)地，具有漫長(zhǎng)的種茶歷史，對(duì)于古茶樹(shù)的種質(zhì)資源探究則成為古茶樹(shù)培育的關(guān)鍵。為此，不少研究學(xué)者針對(duì)班章古茶樹(shù)的生長(zhǎng)特征進(jìn)行班章古茶樹(shù)遺傳多樣性分析，促進(jìn)茶樹(shù)的種群生長(zhǎng)與繁殖。

為維護(hù)班章古茶樹(shù)的生長(zhǎng)多樣性，提高古茶樹(shù)的生長(zhǎng)質(zhì)量，本文對(duì)其遺傳多樣性進(jìn)行研究分析，探索適宜班章古茶樹(shù)生長(zhǎng)的遺傳規(guī)律，由此保持古茶樹(shù)的可持續(xù)發(fā)展。目前的古茶樹(shù)遺傳多樣性研究針對(duì)古茶樹(shù)的生長(zhǎng)特點(diǎn)分析不同古茶樹(shù)的染色體信息，并根據(jù)獲取的染色體信息分類，利用標(biāo)記法對(duì)染色體信息標(biāo)記，同時(shí)調(diào)整標(biāo)記的信息數(shù)據(jù)，聚類分析不同古茶樹(shù)的種群，并研究其內(nèi)部種源關(guān)系。初步構(gòu)建不同性狀間的線性關(guān)系，記錄線性關(guān)系生成條件，設(shè)置相應(yīng)的線性規(guī)律表，對(duì)比線性規(guī)律表調(diào)節(jié)整體古茶樹(shù)生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)與生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高古茶樹(shù)的生長(zhǎng)質(zhì)量。但傳統(tǒng)分析研究對(duì)于古茶樹(shù)的環(huán)境特征分析力度較小，無(wú)法滿足古茶樹(shù)遺傳多樣性的整體分析需求，為此，針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出一種新式基于遺傳圖譜的班章古茶樹(shù)遺傳多樣性分析對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行分析與解決。

本文分析方法利用不同的研究試劑對(duì)古茶樹(shù)的生長(zhǎng)特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)調(diào)節(jié)古茶樹(shù)之間的遺傳特征關(guān)系，構(gòu)建遺傳圖譜信息，將染色體信息錄入圖譜中，并保留試劑樣本狀態(tài)，確保分析數(shù)據(jù)的完整程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)班章古茶樹(shù)的遺傳多樣性分析，具有較強(qiáng)的操作性，能夠更好的推動(dòng)班章古茶樹(shù)的發(fā)展與生長(zhǎng)。

1 材料與方法

1.1 試劑

班章古茶樹(shù)樹(shù)種、丙烯酰胺、二甲雙丙烯酰胺、TEMED、Taq酶。

1.2 提取方法

選用100g的新鮮茶葉，將茶葉放入設(shè)置好的容器中，等待后續(xù)容器研究處理。進(jìn)行氮液研磨，同時(shí)加入1ml預(yù)熱的分離溶液，將溶液提取物與茶葉物質(zhì)相結(jié)合，同時(shí)充分蒸餾過(guò)多的提取物水分。65℃水浴15min，同時(shí)保證茶葉內(nèi)部的物質(zhì)處于平衡狀態(tài)，分解茶葉機(jī)制，將有機(jī)混合物分離，加入等體積的氯仿，靜置5min，離心10min，轉(zhuǎn)移上清至新試管中，將試管中的溶液充分分解，并選用80%乙醇洗滌沉淀倆次，最后靜置，以免溶液重懸。

將放置的溶液放入新備容器中，37℃水浴5min，重復(fù)抽提內(nèi)部溶液，沉淀內(nèi)部溶液，并將內(nèi)部溶液與茶葉溶液分離，獲取新式溶液，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉內(nèi)部溶液的提取。

1.3 古茶樹(shù)分析設(shè)備調(diào)整

在進(jìn)行茶樹(shù)研究的同時(shí)進(jìn)行內(nèi)部分析板的設(shè)置，構(gòu)建茶樹(shù)茶葉葉分析塑料板、栓釘以及茶葉裝置連接板有限元模型，連接不同組建的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并調(diào)整結(jié)構(gòu)信息的操作方向，將數(shù)據(jù)模型集中控制在操控范圍之內(nèi)。組建模型各部分元件，在完成組建后，構(gòu)建設(shè)備裝置材料庫(kù)，破除固有的設(shè)備材料模式，并添加新的材料屬性于材料庫(kù)中，茶樹(shù)茶葉分析塑料板材料在初始行為輸出中的模型數(shù)量設(shè)置為1560MPa，其泊松比為0.53。構(gòu)建的材料板截面采用實(shí)體板質(zhì)，根據(jù)不同的材料特性進(jìn)行元件截面指定制造。

在試驗(yàn)過(guò)程中，為更加便利的計(jì)算出所需的茶葉遺傳性特征信息，固定約束外層分析板板的四個(gè)板腳，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)分析板的數(shù)據(jù)看護(hù)力度，壓制其四周的數(shù)據(jù)位移，并將位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為內(nèi)部節(jié)點(diǎn)操控?cái)?shù)據(jù)，及時(shí)改變不同的分析板形式，并存儲(chǔ)茶葉數(shù)據(jù)遺傳信息板此時(shí)的數(shù)據(jù)狀況，將此些數(shù)據(jù)集中收集至內(nèi)部存儲(chǔ)空間中實(shí)現(xiàn)內(nèi)部管理操作。

利用遺傳分析板栓釘與土層之間的相互作用壓制栓釘?shù)奈灰品较?，并轉(zhuǎn)動(dòng)栓釘?shù)奈灰莆恢?，?gòu)建有限元模型邊界條件收錄空間。創(chuàng)造分析板承載負(fù)荷基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，將分析板承載負(fù)荷信息全部錄入數(shù)據(jù)信息庫(kù)中，及時(shí)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)，時(shí)刻保證古茶樹(shù)在進(jìn)行遺傳信息調(diào)節(jié)的過(guò)程中能夠保持調(diào)節(jié)安全性。加強(qiáng)對(duì)古茶樹(shù)的染色體處理，分析古茶樹(shù)的茶譜間距，同時(shí)將茶譜間距進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整?？刂撇枳V邊距處于分析板內(nèi)部，根據(jù)茶樹(shù)分析板載荷類型劃分為不同的遺傳數(shù)據(jù)分析空間，優(yōu)化遺傳分析板的幾何截面，將其載荷方向控制在古茶樹(shù)樹(shù)種調(diào)節(jié)板的垂直方向上，并加強(qiáng)對(duì)調(diào)節(jié)板的管理力度，防止茶樹(shù)遺傳數(shù)據(jù)的外泄。

分析板內(nèi)部壓強(qiáng)初始數(shù)值設(shè)置為0.02MPa，在試驗(yàn)初始階段，將茶樹(shù)茶譜邊距板的壓力承載梯度增加0.02MPa，并隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加而逐漸增加該梯度數(shù)值，分析板的壓力承載梯度增加0.01MPa。在實(shí)現(xiàn)各組件重組后，在中心網(wǎng)絡(luò)劃分模塊中將有限元模型數(shù)據(jù)的劃分為不同的數(shù)據(jù)模型空間，規(guī)定網(wǎng)絡(luò)模型的具體尺寸，并按照尺寸大小匹配操作的數(shù)據(jù)模型，管理此時(shí)的茶樹(shù)分析板狀態(tài)，在中心網(wǎng)絡(luò)操作階段，執(zhí)行單元格式選擇命令，及時(shí)轉(zhuǎn)變分析板形狀，并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)劃分格式標(biāo)準(zhǔn)，按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行試驗(yàn)操作，選取不同的單元形狀，實(shí)現(xiàn)初始試驗(yàn)操作。

在整體結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)模型空間的變化中，根據(jù)此時(shí)的班章古茶樹(shù)內(nèi)部茶樹(shù)狀態(tài)，設(shè)置蠕動(dòng)形變測(cè)試器，記錄墊片在茶樹(shù)遺傳特征分析情況下的蠕動(dòng)形變程度，并對(duì)模型的整體應(yīng)變能力進(jìn)行分析，判斷其是否符合模擬器中的本模型應(yīng)具備的條件，并在結(jié)構(gòu)固定的同時(shí)選用C173單元進(jìn)行預(yù)計(jì)截面采集，由于模型的形變自由度較大，接觸單元中選擇彈性形變較好的接觸編輯器，在分析結(jié)構(gòu)與模型預(yù)計(jì)截面結(jié)構(gòu)不符時(shí)，接觸編輯器將自動(dòng)改變模型形態(tài)，提高墊片的彈性形變性能，在目標(biāo)與模型相接觸的同時(shí)進(jìn)行時(shí)由系統(tǒng)的自由對(duì)接，并完成相應(yīng)反應(yīng)動(dòng)作。

由于班章古茶樹(shù)樹(shù)種具有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)復(fù)雜性，需要對(duì)分析設(shè)備進(jìn)行整體調(diào)整，調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)，在合金墊片與法蘭的公共節(jié)點(diǎn)上添加節(jié)點(diǎn)平滑裝置，利用裝置的磨合性將整體系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)磨合處理，使模型中的墊片與法蘭相吻合，在運(yùn)用過(guò)程中，要適當(dāng)忽略墊片與法蘭接觸時(shí)產(chǎn)生的物理摩擦力，并進(jìn)行相應(yīng)的模擬系統(tǒng)操作，將此時(shí)的墊片應(yīng)力與法蘭承受力記錄，作為應(yīng)力分析數(shù)據(jù)的一部分而存在，此外，對(duì)合金墊片的材料非線性形變進(jìn)行分析處理。

螺栓法蘭合金墊片的材料具備較多的特性，其各元件材料主要分為倆個(gè)特性：線性形變彈性與非線性形變彈性。本文設(shè)置法蘭接觸系統(tǒng)中的各螺栓以及墊片的材料均為線性形變彈性材料，并設(shè)置其法蘭的彈性模量為2.21，泊松比為0.3，其屈服強(qiáng)度為522 。

由此實(shí)現(xiàn)對(duì)班章古茶樹(shù)的分析裝備的設(shè)置，同時(shí)將配備好的溶液與設(shè)置的裝備相結(jié)合，進(jìn)行后續(xù)遺傳圖譜構(gòu)建操作。

1.4 遺傳圖譜構(gòu)建

針對(duì)遺傳圖譜構(gòu)建的特點(diǎn)，本文選擇相應(yīng)的親本數(shù)據(jù)，將DNA形態(tài)較為豐富的古茶樹(shù)樣本作為親本，增加內(nèi)部標(biāo)記數(shù)量。進(jìn)一步純化親本特征，避免古茶樹(shù)遺傳特征研究過(guò)程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)分析失誤。著重考慮樹(shù)種間的雜交繁育情況，加大對(duì)班章茶樹(shù)的管理力度，防止繁育失敗現(xiàn)象的產(chǎn)生。在實(shí)現(xiàn)親本選配后，篩選選擇的親本，將不符合遺傳性分析的親本數(shù)據(jù)清除，保留與分析特征相似度較高的數(shù)據(jù)信息。加強(qiáng)班章古茶樹(shù)的茶譜判斷操作力度，同時(shí)根據(jù)茶譜的茶樹(shù)收集特征分析不同區(qū)域位置的班章茶樹(shù)生長(zhǎng)特點(diǎn)。標(biāo)記班章古茶樹(shù)的樹(shù)種點(diǎn)，設(shè)置5個(gè)樹(shù)種查找區(qū)域點(diǎn)。在1至3區(qū)域點(diǎn)范圍內(nèi)，班章古茶樹(shù)平均有效等位基因數(shù)為1.8135。若變化范圍符合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)需求，則可進(jìn)行下一步驟的茶樹(shù)遺傳特征分配研究，同時(shí)對(duì)其內(nèi)部信息進(jìn)行處理。

由于連鎖圖譜為單交群體，在對(duì)班章古茶樹(shù)群體進(jìn)行圖譜構(gòu)建的過(guò)程中需調(diào)整構(gòu)建的階段特征，分析不同階段內(nèi)產(chǎn)生的圖譜分析狀況，并及時(shí)轉(zhuǎn)化圖譜的茶樹(shù)遺傳結(jié)構(gòu)，掌控茶樹(shù)茶譜內(nèi)部繁殖材料信息。標(biāo)記單株繁殖特征，并分辨不同標(biāo)記符號(hào)下的標(biāo)記類型，保持茶樹(shù)的遺傳結(jié)構(gòu)特征，確保在特征分析過(guò)程中茶樹(shù)的基礎(chǔ)遺傳特征不受影響。不同的培育方法將對(duì)茶樹(shù)的遺傳特征產(chǎn)生不同程度的影響，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的同時(shí)針對(duì)目標(biāo)權(quán)衡情況選擇合適的班章古茶樹(shù)樹(shù)種大小，構(gòu)建圖譜群體集體操作機(jī)制，將古茶樹(shù)的操作機(jī)制與其相結(jié)合，并對(duì)比不同機(jī)制條件下古茶樹(shù)的配比情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)古茶樹(shù)的內(nèi)部遺傳多樣性分析調(diào)整操作，結(jié)束研究操作部分。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)上述研究數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并獲取相應(yīng)的班章古茶樹(shù)遺傳多樣性特征。

選用3對(duì)設(shè)計(jì)的引物組合對(duì)班章古茶樹(shù)品種資源進(jìn)行結(jié)構(gòu)性擴(kuò)增，同時(shí)分離出240條圖像清晰的操作條帶，檢驗(yàn)條帶內(nèi)部的多態(tài)性位點(diǎn)，檢測(cè)條帶點(diǎn)數(shù)量為300多個(gè)，每個(gè)引物組合連接的多態(tài)性位點(diǎn)能夠連接不同的古茶樹(shù)特征點(diǎn)狀圖譜，在進(jìn)行圖譜連接的同時(shí)不斷分離圖譜的內(nèi)部距離，并按照調(diào)整的距離信息緩沖古茶樹(shù)遺傳信息的多樣性信號(hào)，結(jié)束圖譜差異內(nèi)部的調(diào)節(jié)模式，在獲取的每組引物組合中，揭示引物分子的基因狀況，同時(shí)將現(xiàn)實(shí)的基因?qū)Ρ葓D像擴(kuò)充至操作界面中，按照操作流程配置界面數(shù)據(jù)信息，并加強(qiáng)對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)界面信息的管理力度，構(gòu)建不同引物組合檢測(cè)效率對(duì)比表（如表1）：

表1 引物組合檢測(cè)效率對(duì)比表

在對(duì)引物組合檢測(cè)效率進(jìn)行對(duì)比后，對(duì)比不同區(qū)域環(huán)境條件下古茶樹(shù)的相似性系數(shù)，并構(gòu)建相似性系數(shù)表如下所示：

表2 相似性系數(shù)表

根據(jù)上表可知，在不同的區(qū)域環(huán)境影響下，班章古茶樹(shù)的遺傳特點(diǎn)隨著環(huán)境的變化而變化。不同種群間的差異較大，將會(huì)對(duì)后期班章古茶樹(shù)的生長(zhǎng)狀況產(chǎn)生影響。為此，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)的后期階段，需調(diào)整班章古茶樹(shù)的環(huán)境區(qū)域條件，并結(jié)合不同區(qū)域條件特征，執(zhí)行相應(yīng)的環(huán)境區(qū)域緩解指令，并對(duì)不同區(qū)域條件下的環(huán)境指令做出空間反應(yīng)，緩和區(qū)域條件與古茶樹(shù)遺傳多樣性特征間的關(guān)系，加強(qiáng)對(duì)班章古茶樹(shù)的樹(shù)種分析力度，將屬于相同區(qū)域的樹(shù)種信息記錄于相同的空間中，等待空間的后續(xù)研究與處理，同時(shí)處理其內(nèi)部遺傳鏈信息。

綜上所述，依據(jù)不同的引物組合順序進(jìn)行數(shù)據(jù)排列，完整分析班章古茶樹(shù)的遺傳多樣性特征，由此分析不同區(qū)域環(huán)境下對(duì)古茶樹(shù)遺傳多樣性系數(shù)的影響得出，班章古茶樹(shù)的遺傳多樣性與所處區(qū)域環(huán)境相關(guān)度較高。

3 討論

在實(shí)現(xiàn)上述研究后，與前人的研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，本文分析方法對(duì)于班章古茶樹(shù)的相似性調(diào)查程度較深，獲取的茶樹(shù)生長(zhǎng)特征較為完整，針對(duì)班章古茶樹(shù)的生長(zhǎng)習(xí)性研究結(jié)論相同，皆認(rèn)為班章古茶樹(shù)的生長(zhǎng)特征受生長(zhǎng)環(huán)境的影響，進(jìn)而影響其內(nèi)部遺傳特征。在進(jìn)行內(nèi)部特征試劑檢驗(yàn)的過(guò)程中，加強(qiáng)了對(duì)古茶樹(shù)的染色體分析，獲取了不同茶樹(shù)樹(shù)種之間的遺傳相似性差異受自體染色體的變化而變化的結(jié)論，完善了古茶樹(shù)遺傳多樣性研究原理，能夠更好的為古茶樹(shù)的遺傳多樣性研究提供良好的理論基礎(chǔ)，為驗(yàn)證本文研究的有效性，將本文分析結(jié)果與傳統(tǒng)研究分析結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，得出如下實(shí)驗(yàn)對(duì)比圖1：

根據(jù)以下圖示可以看出，在研究時(shí)間為時(shí)，本文基于遺傳圖譜的班章古茶樹(shù)遺傳多樣性分析的分析完整度為，傳統(tǒng)班章古茶樹(shù)遺傳多樣性分析的分析完整度為，在研究時(shí)間為時(shí)，本文基于遺傳圖譜的班章古茶樹(shù)遺傳多樣性分析的分析完整度為，傳統(tǒng)班章古茶樹(shù)遺傳多樣性分析的分析完整度為。

造成此種差異的主要原因在于本文研究針對(duì)班章古茶樹(shù)的內(nèi)部特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)其內(nèi)部染色體信息的管理，并加大管理強(qiáng)度，在獲取相關(guān)的染色體研究數(shù)據(jù)的同時(shí)分析不同區(qū)域環(huán)境條件下的班章古茶樹(shù)的遺傳特性，有效緩解不同區(qū)域?qū)挪铇?shù)研究的壓力，并增強(qiáng)對(duì)班章古茶樹(shù)的管理性能，有效獲取相關(guān)的古茶樹(shù)遺傳多樣性信息，分析完整度較高，能夠更好的為后續(xù)研究提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

4 結(jié)論

根據(jù)上述分析研究，得出以下結(jié)論：

（1）在進(jìn)行班章古茶樹(shù)遺傳多樣性分析的同時(shí)應(yīng)注意對(duì)古茶樹(shù)周圍環(huán)境區(qū)域的信息分析，減少周邊區(qū)域環(huán)境對(duì)分析結(jié)果的影響。選用不同的聚類方法聚合不同的古茶樹(shù)信息，有效避免因數(shù)據(jù)收集完整度不高造成的分析精準(zhǔn)度過(guò)低的狀況的產(chǎn)生。

（2）班章古茶樹(shù)內(nèi)部遺傳相似性較高，可被分為單獨(dú)的一類進(jìn)行培育，在茶樹(shù)培育的過(guò)程中需選擇特定培育環(huán)境，提升培育的質(zhì)量與茶叔的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而促進(jìn)班章古茶樹(shù)的有效生長(zhǎng)。

（3）班章古茶樹(shù)作為普洱茶樹(shù)種的一種，其生長(zhǎng)特點(diǎn)應(yīng)區(qū)別于一般茶樹(shù)，在生長(zhǎng)觀察階段需注重對(duì)古茶樹(shù)本身的特征分析力度，及時(shí)緩解古茶樹(shù)的自身生長(zhǎng)壓力，并匹配相關(guān)的生長(zhǎng)試劑，提升班章古茶樹(shù)的遺傳生長(zhǎng)有效率。