电子计算机在作物遗传育种研究中的应用

姜付波　朱洪波

摘要：作物遗传育种工作中涉及大量的信息管理与数据处理工作，如品种资源管理、育种计划的制定、田间试验设计、品种系谱追踪、试验结果的统计分析、遗传育种的理论研究等。目前，电子计算机已成为遗传育种研究不可或缺的信息处理工具，广泛应用于育种工作的各个环节。

关键词：电子计算机；品种资源管理；作物育种管理；亲本选配；应用

中图分类号： S330 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.14.012

1 电子计算机在品种资源管理中的应用

品种资源是育种工作的重要物质基础。农作物资源信息的激增和计算机技术的迅速发展，促使许多国家、地区和国际农业研究机构开始研究利用电子计算机建立品种资源管理系统。中国有极丰富的农作物种质资源。为了充分有效地利用这些资源，在1980年～1985年间，上海、浙江、吉林、宁夏、湖南、山东和北京等地的农业科研部门分别在微型计算机上建立了水稻、小麦、玉米、大豆、高粱等农作物的品种数据库，并不同程度地为用户提供一些服务。1986年，中国开始国家作物种质资源数据系统研究工作，到1990年建成了中国国家作物种质资源数据库系统，拥有种质达27万份，使中国作物种质资源信息管理跨入世界先进行列。中国的国家作物种质资源数据库系统是目前世界上仅次于美国的最大的作物遗传资源数据库系统之一。

当然，不同国家、不同作物的品种资源数据库或信息系统尽管在规模、组成等方面不同，但品种资源信息管理的目标基本相似。一般均能满足育种家和有关研究人员的信息需求。

目前世界各国建立的种质信息系统，按其主要特征可分为三大类。一是文件系统，其数据以文件方式存贮。每份文件设计有一组描述字段，文件可采用不同的组织和记录格式，借助一些描述信息可把文件连接起来操作，以实现对所存贮信息的处理；二是数据系统。数据系统具有文件系统的若干特征，但存贮的数据可独立于数据管理的程序，以供不同目的管理程序共同享用；三是网络系统。建立品种资源数据库的目的在于迅速而准确地为育种和生物工程技术人员提供优质、丰产、抗病、抗逆及特异的种质资源信息，为加速新品种的选育服务。因此，在设计建立品种资源数据库时，要紧紧围绕这个总体目标来进行精心的系统设计。一般要求做到：适用于不同种类的作物，具有广泛的通用性；对品种的描述规范化并在一定历史时期内具有完整性、准确性、稳定性的先进性；要考虑到计算机技术的发展，系统功能要齐全，除了具有输入、修改、插入、增删、查询、检索、打印输出等管理功能外，还应具有定量或定性分析的功能，能够产生灵活多样的报表与报告；程序功能模块化，可移植，易维护，使用方便，人机界面友好。

2 电子计算机在作物育种管理、设计与分析中的应用

作物育种工作者常因不能及时地处理分析大量的育种试验资料而埋没了许多重要的信息，从而影响了育种效率的提高。为了整理分析试验数据、设计田间试验、编制田间记载册等，育种工作者不得不年复一年地花费大量时间和精力。为此，研究育种的计算机辅助系统显得非常必要和重要。

3 电子计算机在亲本选配研究中的应用

亲本先配是杂交育种成败的关键，因而也就成为国内外学者在植物育种中计算机应用研究的热点之一。计算机亲本选配系统的研究尽管起步晚，但已取得长足的进展。在一些经济技术发达的国家，植物杂交育种的亲本选配都借助于计算机，只要将育种目标和对亲本组配的要求输入计算机系统，计算机就能按人的意愿组配组合，不仅速度快，而且组配的很准确。

计算机应用于亲本选配，其意义不仅仅在于可以将一些复杂的、参数估计较难的方法直接应用于育种实践，更重要的是促进亲本选配研究系统科学化，使亲本选配在过去经验性总结或单一分析地基础上，能够较全面、综合地考虑问题；使亲本选配研究能够开拓思路，引入新思想、新方法、新手段，从而提高育种水平，高效率地育成作物新品种，促进育种科学的发展。

4 作物育种的专家系统

计算机专家系统是模拟某一专门领域中专家求解问题能力的计算机程序系统，以便对复杂的问题作出专家水平的判断、解释、推理、决策、结论和咨询。目前，在计算机应用的研究领域中，专家系统的研制非常活跃。作物育种是一个复杂的系统，需要多学科知识，丰富的经验，育种的周期长、成功率低且因人而异。作物育种不仅是一门科学，也是独具匠心的艺术，专家经验在培育品种方面往往起着决定性作用。研制作物育种的专家系统对提高育种效率，将高技术和育种结合起来，对出好品种，快出品种有十分重要的促进作用。

总而言之，现代作物育种是一门综合性的，以多学科协作为特征的应用学科。它集传统经验、遗传理论、生物技术、现代计算技术、理化技术和系统思想于一体来适应育种目标越来越综合化、复杂化和多样化的要求。电子计算机在遗传育种中的应用，包括各专家系统、辅助系统、咨询系统、管理系统的建立，使育种学在科学化、现代化水平上迈开了一大步。然而，计算机技术的应用，不仅仅是使我们能够打破时空的限制，应用专家经验，掌握资料信息，从繁杂的事务性劳动中解放出，更重要的应是结合这种现代技术，研发和应用新的思想、新的理论和新的方法，从而促进育种工作的开展，提高育种水平，高效率地为农业生产培育出更多更好的作物品种，促进高产、优质及高效农业的发展。

作者简介：姜付波，大专学历，镇赉县农业广播电视学校，讲师，研究方向：农业技术推广教学工作。