本发明涉及品种鉴定，更具体地说，本发明涉及一种猕猴桃dna的提取和检测系统。
背景技术：
1、猕猴桃在人们生活水平日益丰富和提高的今天备受欢迎，猕猴桃的品种鉴定问题也变得愈发重要起来。
2、现有的猕猴桃品种鉴定系统，采集包括表皮颜色、纵横比、横切面形态、果肉颜色，以及果核颜色在内的猕猴桃外观形态信息，将采集到的猕猴桃外观形态信息与猕猴桃品种信息库中记录的不同品种外观信息一一进行比对，基于最后的比对结果鉴定猕猴桃的品种，实现了一种猕猴桃种类的快速鉴定，在一定程度上保证了猕猴桃品种鉴定的准确性。
3、然而上述系统仍存在一些问题：对于外观形态呈现明显状态差异的猕猴桃使用上述系统能够实现猕猴桃种类的快速鉴定，但是对于外观形态信息差距不明显的猕猴桃种类使用上述系统容易出现误差，可能会得到错误的品种判断结果，不利于猕猴桃的市场定价和流通，因此需要一套更加准确的猕猴桃品种鉴定系统对现有的猕猴桃种类进行鉴定，降低鉴定误差。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种猕猴桃dna的提取和检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种猕猴桃dna的提取和检测系统，包括：
3、样品抽选模块：从需要进行品种鉴定的猕猴桃中随机抽选若干个猕猴桃作为样品，抽选样品编号记为i；
4、品种特征识别模型构建模块：基于不同品种猕猴桃预期生长环境下的外观形态信息和dna条形码鉴定信息构建猕猴桃的品种特征识别模型，包括外观形态识别模型构建单元和dna条形码鉴定模型构建单元；
5、外观形态识别模块：将抽选样品的外观形态信息输入品种特征识别模型中进行外观形态识别，对识别结果进行整合后输出识别结果；
6、dna样本提取模块：在进行基因组dna提取之前对猕猴桃抽选样品进行预处理，后通过ctab法提取基因组dna，将提取出的dna含量和样本中理论dna含量发送至dna提取质量评估模块；
7、dna提取质量评估模块：由接收数据计算dna提取率，对提取的基因组dna纯度和pcr扩增效果进行检测，基于检测数据计算dna纯度和pcr扩增效率系数，基于dna提取率、dna纯度以及pcr扩增效率系数计算dna提取质量指数；
8、dna条形码鉴定模块：对dna提取质量指数达标的猕猴桃基因组dna进行dna条形码鉴定，将dna条形码鉴定信息输入品种特征识别模型中进行dna条形码鉴定信息匹配，对匹配结果进行整合后输出匹配结果；
9、猕猴桃品种确定模块：将猕猴桃外观形态识别结果和dna条形码鉴定结果进行整合计算猕猴桃的品种特征匹配度，对计算出的猕猴桃的品种特征匹配度数值进行筛选、整合后确定猕猴桃目标品种；
10、数据库：用于储存系统中所有模块的数据信息。
11、优选的，品种特征识别模型构建模块包括外观形态识别模型构建单元和dna条形码鉴定模型构建单元，所述外观形态识别模型构建单元调取现存所有品种猕猴桃在预期生长环境下的表皮颜色ya、头部形态yb、尾部形态yc、纵横比区间[ydmin,ydmax]、表皮毛长度区间[yemin,yemax]、表皮毛数量区间[ysmin,ysmax]、横切面形态yf、果肉颜色yg，以及果核颜色yh构建外观形态识别模型；所述dna条形码鉴定模型构建单元调取现存所有品种猕猴桃适合品种鉴定的dna条形码和对应通用引物进行扩增的pcr扩增成功率zci和pcr产物测序成功率zxi构建dna条形码鉴定模型。
12、优选的，外观形态识别模块包括外观形态信息采集单元、信息输入单元、外观形态信息匹配单元、识别结果整合单元，以及识别结果输出单元，所述外观形态信息采集单元用于采集编号为i猕猴桃样品的表皮颜色xai、头部形态xbi、尾部形态xci、纵横比xdi、表皮毛长度xei、表皮毛数量xsi、横切面形态xfi、果肉颜色xgi，以及果核颜色xhi；所述信息输入单元用于将采集到的猕猴桃外观形态信息输入至品种特征识别模型中；所述外观形态信息匹配单元用于品种特征识别模型将接收到的编号为i猕猴桃样品外观形态信息与录入的不同品种猕猴桃外观形态信息进行匹配，并计算外观形态匹配度αwi，具体计算公式为：其中wai、wbi、wci、wfi、wgi、whi分别为表皮颜色、头部形态、尾部形态、横切面形态、果肉颜色，以及果核颜色的匹配度，信息一致时则对应匹配度数值为1，信息不一致时则对应匹配度数值为0，wdi和wesi为纵横比匹配度和表皮毛匹配度，纵横比匹配度wdi的计算公式为：表皮毛匹配度wesi的计算公式为：wesi＝wei*wsi，wei、wsi为表皮毛长度匹配度和表皮毛数量匹配度，表皮毛长度匹配度wei的计算公式为：表皮毛数量匹配度wsi的计算公式为：所述识别结果整合单元将计算出的编号为i的猕猴桃样品与录入的不同品种猕猴桃的外观形态匹配度按照数值由高至低排列，筛除低于预设外观形态匹配度的猕猴桃品种信息；所述识别结果输出单元用于输出编号为i猕猴桃样品的满足预设外观形态匹配度的猕猴桃品种信息和对应外观形态匹配度至dna条形码鉴定模块。
13、优选的，dna样本提取模块包括dna样本预处理单元、基因组dna提取单元、dna纯化单元，以及数据传输单元，所述dna样本预处理单元在进行基因组dna提取之前将猕猴桃样品去皮、均质后放入超低温真空冷冻干燥机中进行除水处理，将冷冻干燥的猕猴桃样品倒入预冷的研钵中进行液氮破碎，然后迅速转移至无菌离心管中；所述基因组dna提取单元按照ctab法提取基因组dna的步骤提取基因组dna；所述dna纯化单元在基因组dna提取完成后对提取到的基因组dna进行纯化处理；所述数据传输单元将提取出的dna含量和样本中理论dna含量发送至dna提取质量评估模块。
14、优选的，dna提取质量评估模块包括数据接收单元、dna提取率计算单元、dna纯度检测单元、pcr扩增检验单元、dna提取质量计算单元、dna提取质量达标判定单元，以及数据输出单元，所述数据接收单元用于接收提取出的dna含量ca和样本中理论dna含量ce；所述dna提取率计算单元基于提取出的dna含量ca和样本中理论dna含量ce计算dna提取率ct，具体计算公式为：所述dna纯度检测单元利用核酸蛋白测定仪分别测量提纯后的基因组dna在波长260nm和波长280nm下的光密度od260和od280并计算dna纯度cod，具体计算公式为：所述pcr扩增检验单元以提取到的猕猴桃基因组dna为模板，利用设定好的引物进行实时荧光pcr扩增，记录pcr扩增产物的浓度ck与模板dna浓度cm并计算pcr扩增效率系数cx，具体计算公式为：所述dna提取质量计算单元基于dna提取率ct、dna纯度cod以及pcr扩增效率系数cx计算dna提取质量指数cz，具体计算公式为：e为自然常数；所述dna提取质量达标判定单元将计算出的dna提取质量指数与预设值进行比较，大于或等于预设值判定达标，小于预设值判定不达标；所述数据输出单元将dna提取质量指数达标的样本信息发送至dna条形码鉴定模块，将dna提取质量指数不达标的样本信息反馈至dna样本提取模块重复提取步骤。
15、优选的，dna条形码鉴定模块包括信息接收单元、dna条形码选取单元、通用引物选取单元、dna条形码鉴定单元、dna条形码鉴定信息输入单元、dna条形码鉴定信息匹配单元、匹配信息整合单元，以及匹配信息输出单元，所述信息接收单元用于接收满足预设外观形态匹配度的猕猴桃品种信息和对应外观形态匹配度；所述dna条形码选取单元基于现有文献获取适合鉴定猕猴桃品种的dna条形码；所述通用引物选取单元选择能够鉴定满足预设外观形态匹配度的猕猴桃品种且鉴定效果最佳的通用引物；所述dna条形码鉴定单元将猕猴桃基因组dna条形码与选择的通用引物进行pcr扩增，记录pcr扩增成功率zai和pcr产物测序成功率zyi；所述dna条形码鉴定信息输入单元将记录的pcr扩增成功率zai和pcr产物测序成功率zyi输入至品种特征识别模型中；所述dna条形码鉴定信息匹配单元用于品种特征识别模型将接收到的编号为i的猕猴桃基因组dna条形码鉴定信息与录入的不同品种猕猴桃基因组dna条形码鉴定信息进行匹配，计算dna条形码鉴定信息匹配度γei，具体计算公式为：所述匹配信息整合单元将计算出的编号为i的猕猴桃样品与录入的不同品种猕猴桃的dna条形码鉴定信息匹配度按照数值由高至低排列，筛除低于预设dna条形码鉴定信息匹配度的猕猴桃品种信息；所述匹配信息输出单元用于输出编号为i猕猴桃样品的满足预设外观形态匹配度、预设dna条形码鉴定信息匹配度的猕猴桃品种信息和对应外观形态匹配度、dna条形码鉴定信息匹配度至猕猴桃品种确定模块。
16、优选的，猕猴桃品种确定模块包括信息接收单元、品种特征匹配度计算单元、数据筛选单元、数据整合单元，以及目标品种确定单元，所述信息接收单元用于接收编号为i猕猴桃样品的满足预设外观形态匹配度、预设dna条形码鉴定信息匹配度的猕猴桃品种信息和对应外观形态匹配度、dna条形码鉴定信息匹配度；所述品种特征匹配度计算单元基于外观形态匹配度αwi和dna条形码鉴定信息匹配度γei计算品种特征匹配度pti，具体计算公式为：其中k1、k2为权重系数，e为自然常数，0<k1<k2；所述数据筛选单元对编号为i的猕猴桃样品的所有符合匹配条件的品种信息对应的品种特征匹配度进行数据筛选，筛选条件为：pte＝max{pt1,pt2,......,ptn}，pte为目标品种特征匹配度；所述数据整合单元将编号为i的猕猴桃样品的目标品种特征匹配度对应的品种信息进行汇总，统计第i个品种猕猴桃的数量npi；所述目标品种确定单元计算第i个品种猕猴桃占比θci：当计算出的第i个品种猕猴桃占比大于预设值时，该品种猕猴桃即为目标品种。
17、本发明的技术效果和优点：
18、1.本发明设置了品种特征识别模型构建模块，调取现存所有品种猕猴桃在预期生长环境下的表皮颜色、头部形态、尾部形态、纵横比区间、表皮毛长度区间、表皮毛数量区间、横切面形态、果肉颜色，以及果核颜色构建外观形态识别模型，调取现存所有品种猕猴桃适合品种鉴定的dna条形码和对应通用引物进行扩增的pcr扩增成功率和pcr产物测序成功率构建dna条形码鉴定模型，外观形态识别模型和dna条形码鉴定模型共同组成了品种特征识别模型，扩大了品种特征识别的鉴定范围，提高了品种特征识别的准确性。
19、2.本发明设置了dna提取质量评估模块，dna提取质量评估模块在接收到dna样本提取模块发送的数据后由接收数据计算dna提取率，对提取的基因组dna纯度和pcr扩增效果进行检测，基于检测数据计算dna纯度和pcr扩增效率系数，基于dna提取率、dna纯度以及pcr扩增效率系数计算dna提取质量指数，将计算出的dna提取质量指数与预设值进行比较，大于或等于预设值判定达标，小于预设值判定不达标；所述数据输出单元将dna提取质量指数达标的样本信息发送至dna条形码鉴定模块，将dna提取质量指数不达标的样本信息反馈至dna样本提取模块重复提取步骤，保证了提取到的基因组dna质量，为后续处理提供了数据支撑，提高了dna提取的可靠性和准确性。
1.一种猕猴桃dna的提取和检测系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种猕猴桃dna的提取和检测系统，其特征在于：所述品种特征识别模型构建模块包括外观形态识别模型构建单元和dna条形码鉴定模型构建单元，所述外观形态识别模型构建单元调取现存所有品种猕猴桃在预期生长环境下的表皮颜色ya、头部形态yb、尾部形态yc、纵横比区间[ydmin,ydmax]、表皮毛长度区间[yemin,yemax]、表皮毛数量区间[ysmin,ysmax]、横切面形态yf、果肉颜色yg，以及果核颜色yh构建外观形态识别模型；所述dna条形码鉴定模型构建单元调取现存所有品种猕猴桃适合品种鉴定的dna条形码和对应通用引物进行扩增的pcr扩增成功率zci和pcr产物测序成功率zxi构建dna条形码鉴定模型。
3.根据权利要求1所述的一种猕猴桃dna的提取和检测系统，其特征在于：所述外观形态识别模块包括外观形态信息采集单元、信息输入单元、外观形态信息匹配单元、识别结果整合单元，以及识别结果输出单元，所述外观形态信息采集单元用于采集编号为i猕猴桃样品的表皮颜色xai、头部形态xbi、尾部形态xci、纵横比xdi、表皮毛长度xei、表皮毛数量xsi、横切面形态xfi、果肉颜色xgi，以及果核颜色xhi；所述信息输入单元用于将采集到的猕猴桃外观形态信息输入至品种特征识别模型中；所述外观形态信息匹配单元用于品种特征识别模型将接收到的编号为i猕猴桃样品外观形态信息与录入的不同品种猕猴桃外观形态信息进行匹配，并计算外观形态匹配度αwi，具体计算公式为：其中wai、wbi、wci、wfi、wgi、whi分别为表皮颜色、头部形态、尾部形态、横切面形态、果肉颜色，以及果核颜色的匹配度，信息一致时则对应匹配度数值为1，信息不一致时则对应匹配度数值为0，wdi和wesi为纵横比匹配度和表皮毛匹配度，纵横比匹配度wdi的计算公式为：表皮毛匹配度wesi的计算公式为：wesi＝wei*wsi，wei、wsi为表皮毛长度匹配度和表皮毛数量匹配度，表皮毛长度匹配度wei的计算公式为：表皮毛数量匹配度wsi的计算公式为：所述识别结果整合单元将计算出的编号为i的猕猴桃样品与录入的不同品种猕猴桃的外观形态匹配度按照数值由高至低排列，筛除低于预设外观形态匹配度的猕猴桃品种信息；所述识别结果输出单元用于输出编号为i猕猴桃样品的满足预设外观形态匹配度的猕猴桃品种信息和对应外观形态匹配度至dna条形码鉴定模块。
4.根据权利要求1所述的一种猕猴桃dna的提取和检测系统，其特征在于：所述dna样本提取模块包括dna样本预处理单元、基因组dna提取单元、dna纯化单元，以及数据传输单元，所述dna样本预处理单元在进行基因组dna提取之前将猕猴桃样品去皮、均质后放入超低温真空冷冻干燥机中进行除水处理，将冷冻干燥的猕猴桃样品倒入预冷的研钵中进行液氮破碎，然后迅速转移至无菌离心管中；所述基因组dna提取单元按照ctab法提取基因组dna的步骤提取基因组dna；所述dna纯化单元在基因组dna提取完成后对提取到的基因组dna进行纯化处理；所述数据传输单元将提取出的dna含量和样本中理论dna含量发送至dna提取质量评估模块。
5.根据权利要求1所述的一种猕猴桃dna的提取和检测系统，其特征在于：所述dna提取质量评估模块包括数据接收单元、dna提取率计算单元、dna纯度检测单元、pcr扩增检验单元、dna提取质量计算单元、dna提取质量达标判定单元，以及数据输出单元，所述数据接收单元用于接收提取出的dna含量ca和样本中理论dna含量ce；所述dna提取率计算单元基于提取出的dna含量ca和样本中理论dna含量ce计算dna提取率ct，具体计算公式为：所述dna纯度检测单元利用核酸蛋白测定仪分别测量提纯后的基因组dna在波长260nm和波长280nm下的光密度od260和od280并计算dna纯度cod，具体计算公式为：所述pcr扩增检验单元以提取到的猕猴桃基因组dna为模板，利用设定好的引物进行实时荧光pcr扩增，记录pcr扩增产物的浓度ck与模板dna浓度cm并计算pcr扩增效率系数cx，具体计算公式为：所述dna提取质量计算单元基于dna提取率ct、dna纯度cod以及pcr扩增效率系数cx计算dna提取质量指数cz，具体计算公式为：e为自然常数；所述dna提取质量达标判定单元将计算出的dna提取质量指数与预设值进行比较，大于或等于预设值判定达标，小于预设值判定不达标；所述数据输出单元将dna提取质量指数达标的样本信息发送至dna条形码鉴定模块，将dna提取质量指数不达标的样本信息反馈至dna样本提取模块重复提取步骤。
6.根据权利要求1所述的一种猕猴桃dna的提取和检测系统，其特征在于：所述dna条形码鉴定模块包括信息接收单元、dna条形码选取单元、通用引物选取单元、dna条形码鉴定单元、dna条形码鉴定信息输入单元、dna条形码鉴定信息匹配单元、匹配信息整合单元，以及匹配信息输出单元，所述信息接收单元用于接收满足预设外观形态匹配度的猕猴桃品种信息和对应外观形态匹配度；所述dna条形码选取单元基于现有文献获取适合鉴定猕猴桃品种的dna条形码；所述通用引物选取单元选择能够鉴定满足预设外观形态匹配度的猕猴桃品种且鉴定效果最佳的通用引物；所述dna条形码鉴定单元将猕猴桃基因组dna条形码与选择的通用引物进行pcr扩增，记录pcr扩增成功率zai和pcr产物测序成功率zyi；所述dna条形码鉴定信息输入单元将记录的pcr扩增成功率zai和pcr产物测序成功率zyi输入至品种特征识别模型中；所述dna条形码鉴定信息匹配单元用于品种特征识别模型将接收到的编号为i的猕猴桃基因组dna条形码鉴定信息与录入的不同品种猕猴桃基因组dna条形码鉴定信息进行匹配，计算dna条形码鉴定信息匹配度γei，具体计算公式为：所述匹配信息整合单元将计算出的编号为i的猕猴桃样品与录入的不同品种猕猴桃的dna条形码鉴定信息匹配度按照数值由高至低排列，筛除低于预设dna条形码鉴定信息匹配度的猕猴桃品种信息；所述匹配信息输出单元用于输出编号为i猕猴桃样品的满足预设外观形态匹配度、预设dna条形码鉴定信息匹配度的猕猴桃品种信息和对应外观形态匹配度、dna条形码鉴定信息匹配度至猕猴桃品种确定模块。
7.根据权利要求1所述的一种猕猴桃dna的提取和检测系统，其特征在于：所述猕猴桃品种确定模块包括信息接收单元、品种特征匹配度计算单元、数据筛选单元、数据整合单元，以及目标品种确定单元，所述信息接收单元用于接收编号为i猕猴桃样品的满足预设外观形态匹配度、预设dna条形码鉴定信息匹配度的猕猴桃品种信息和对应外观形态匹配度、dna条形码鉴定信息匹配度；所述品种特征匹配度计算单元基于外观形态匹配度αwi和dna条形码鉴定信息匹配度γei计算品种特征匹配度pti，具体计算公式为：其中k1、k2为权重系数，e为自然常数，0<k1<k2；所述数据筛选单元对编号为i的猕猴桃样品的所有符合匹配条件的品种信息对应的品种特征匹配度进行数据筛选，筛选条件为：pte＝max{pt1,pt2,......,ptn}，pte为目标品种特征匹配度；所述数据整合单元将编号为i的猕猴桃样品的目标品种特征匹配度对应的品种信息进行汇总，统计第i个品种猕猴桃的数量npi；所述目标品种确定单元计算第i个品种猕猴桃占比θci：当计算出的第i个品种猕猴桃占比大于预设值时，该品种猕猴桃即为目标品种。
