水稻育种信息数据管理系统的设计与开发

陶星星 吴亚辉 付魏魏 苏彬峰 丁 宝 梁丽丽 郭樱花 叶菊华 黄愉光 罗小忠

（广东省梅州市农业科学院，梅州514021）

水稻是我国的重要粮食作物之一。水稻种质资源是生物多样性的重要组成部分，也是育种和粮食生产的物质基础。水稻新品种的选育和种质资源的收集、管理离不开农业科研院所的努力。近百年来，虽然各大农业高校和科研院所都开展了大量的水稻种质资源的研究和水稻新品种选育工作，但各个科研单位对保存的零散种质资源及在水稻新品种选育过程中产生的大量中间材料和试验数据的收集、整理工作做得还不够。随着计算机的普及和农业信息化的不断推进，应用计算机网络技术、数据库技术等手段管理种质资源，极大地提升了种质资源的保存、管理、开发和利用效率[1]。

目前在线的水稻信息数据库主要有国家农作物种质资源平台（Cgris）、国家水稻数据中心（Ricedata）和中国杂交水稻品种资源数据库（Hybridrice）；商业化的具有种质资源和育种材料信息管理功能的有农博士育种材料分析软件（水稻）和华智育种家[2]；这些数据库均收集了1万～2万个水稻品种的数据。几个在线的数据库能提供免费的检索、查询、浏览，但存在着内容不全面、检索功能均不完备等缺点；商业化的数据库软件只有国内少数实力强、财力雄厚的单位在使用，大部分科研单位普遍采用Excel进行一些数据管理和处理工作，管理技术落后，不能建立有效、便捷的检索系统，难以适应种质资源科研和良种选育工作的需要[3]。

梅州市农业科学院经过50多年的水稻良种良法引进、试验、选育、示范和推广工作，收集了大量的种质资源，获得了大量的数据。为了提高种质资源和育种材料信息的收集与管理的效率，结合本院水稻育种实际，特开发了一个便于操作、易维护、界面友好的水稻信息综合管理系统。

1 总体设计

1.1 操作环境及开发平台 水稻育种信息数据管理系统选用Windows操作系统，采用Access 2010数据库及其自带的Visual Basic 6．0开发工具，开发本系统。

1.2 数据库设计 数据库包含3个模块，分别为系统管理、水稻信息管理、水稻系谱血缘查询，其中系统管理又包括机器注册、用户注册、用户登录等功能；水稻信息管理模块则由品种基本信息、农艺性状、品质特性、抗病虫性、抗逆性、审定信息、品种权信息、参考文献信息等核心数据表及其对应的窗体组成；水稻系谱血缘查询功能则具有查询某个水稻品种的系谱并计算各亲系血缘含量的功能。水稻信息管理模块包含基本的查询、修改及新增等功能。

2 系统设计与实现

2.1 系统管理模块 为了保证数据的安全，在使用系统之前用户需要进行用户注册，输入用户名和密码，注册成功后用户名和对应的密码将被写入数据库中，未进行机器注册的用户只能试用30天，完成机器注册并输入正确的用户名和密码的用户登录成功后将进入系统主界面，否则将报错并停留在登录界面。机器注册是通过获取计算机硬盘序列号，再经过DES3和SHA1加密程序生成对应的注册码。系统管理模块相关界面如图1～4所示。

图1 登录界面

图2 新用户注册界面

图3 机器注册码生成界面

图4 机器注册界面

2.2 水稻信息管理模块 水稻信息管理模块由品种基本信息、农艺性状、品质特性、抗病虫性、抗逆性、审定信息、品种权信息、参考文献信息等核心数据表及其对应的窗体组成。为了便于总览水稻品种的全部信息，将各个数据表的重要字段集合在一个窗体上作为本系统的主界面（图5）。主界面上添加了“第一条记录、最后一条记录、上一条记录、下一条记录、查找记录、打印记录、保存记录、添加新记录、查看系谱血缘、详情”等按钮，初步实现了检索、跳转、修改、保存、新增等功能。由于某些信息无法完全显示，点击“详情”按钮可以打开相应的窗体查看完整信息。其中株型图、穗型图、米粒图3条信息通过图像控件和代码调用外部文件实现，可以减小数据库信息量、提高运行效率，也便于维护。

2.3 水稻血缘系谱查询模块 水稻系谱血缘查询模块具有查询某个水稻品种的系谱并计算各亲系血缘含量的功能。参考李金玉等[4]的部分策略，输入要查询的水稻品种的名称，点击“查看系谱”，系统会查询用户输入的水稻品种是否存在于数据库中，不存在则给出提示，存在则通过If语句进行条件判断，将它的各代祖先一代一代追溯下去（目前仅向上追溯4代），不断列出各亲系的父本，并根据父/母本是否缺失，判断各亲系是杂交选育还是诱/突变选育，进而计算各亲系的血缘含量。水稻系谱血缘查询界面见图6。

图5 主界面

图6 水稻系谱血缘查询界面

3 讨论

Access是微软公司推出的基于Windows的桌面关系数据库管理系统，是Office系列应用软件之一。它提供了表、查询、窗体、报表、页、宏、模块等7种用来建立数据库系统的对象；提供了多种向导、生成器、模板，把数据存储、数据查询、界面设计、报表生成等操作规范化；为建立功能完善的中小型数据库管理系统提供了方便，也使得普通用户几乎不必编写代码，就可以完成大部分数据管理的任务。Access具有以下优点：（1）存储方式简单，易于维护管理；（2）面向对象的开发方式，极大地简化了用户的开发工作，使得开发应用程序更为简便；（3）界面友好、易操作；（4）集成环境、处理多种数据信息；（5）支持广泛，易于扩展，弹性较大；因此，我们选择了Access 2010来开发水稻育种信息数据管理系统。通过Access Developer Extension将Access Runtime和相关的数据库文件打包压缩即可将其编译成移植性较好的可执行文件。水稻育种信息数据管理系统收集了大量的水稻育种相关信息，基本实现了水稻育种相关信息的查询、修改、新增等功能。为了进一步提高育种效率，下一步计划进行水稻中间材料管理、基因及分子标记管理、信息自动化采集、数据深度挖掘、育种专家决策等模块功能的开发。