基于蔷薇属DUS测试指南的月季品种数据库设计与应用

赵卫华

（常州市园艺发展服务中心，江苏常州 213023）

月季原产我国，花型优美、色彩绚丽、花期较长，被誉为花中皇后。月季的植物造景应用可增添城市色彩，丰富园林感观，是生态城市“彩化、美化、香化、生态化”发展需求[1]。月季种质资源作为基因资源的重要载体，不但可以保护月季资源的多样性，对今后月季资源的保存、利用及开发也具有重要的科学价值和现实意义[2]。目前，我国缺乏全国统一译名标准，各地月季分类、品种名称较为混乱，例如河南、上海等地的一些花卉企业，对从国外引进的月季新品种命名较为随意，常常有“同名异物”或“同物异名”的情况，这给我国的月季新品种保护带来很多困难，也不利于月季花卉产业的发展。

国际植物新品种保护联盟（UPOV）是政府间的国际组织，依据《保护植物新品种国际公约》建立。主要职责是协调各成员国之间在植物新品种保护方面的政策、法律及实施步骤，以保障育种者在国际上的合法权益，对申请品种的DUS（即特异性、一致性、稳定性）统一审定标准等。国际植物新品种保护联盟制定的蔷薇属DUS测试指南最新版于2010年3月24日发布。

近年来计算机数据库技术发展迅速，将数据库技术与各专业结合能方便、有效地管理各个领域的专业知识和资料可实现数据的搜集、查询、保存和处理并完成各种特定的信息加工。对已知的蔷薇资源进行收集整理，根据蔷薇属DUS 测试指南中的指标建立已知品种数据库，利用关系数据库的特点应用计算机、网络、数据库等最新技术建立一个具有网络化、易用性和开放性的蔷薇属已知品种数据库信息管理系统，既是月季种质资源保护的数字化、信息化发展的需要，也能够更好地服务于月季品种的选育、推广、生产及保护。月季种质资源品种DUS 测试指标数据库的研发对于月季新品种的培育与申请也有着重要的作用和意义，育种时可以准确地查找所需品种的信息，也可通过申请品种与已知品种进行品种性状指标体系比较、审查，还可用来筛选植物新品种特异性、一致性、稳定性(DUS)测试用相似品种，以及作为筛选测试指南中对照品种的依据，为将来月季分类与亲缘关系的研究提供数据支持[3-6]。

1 数据库系统设计

月季种质资源品种DUS 测试指标数据库采用B/S架构，Photoshop 美工设计，Visual Studio Code 和IntelliJ IDEA 程序编写，MySQL Server 5.7 数据库开发，以Windows Server 2012 操作系统、Tomcat、JSP脚本解释引擎、MySQL Server 数据库驱动为系统运行环境。支持windows7/10/11 操作系统。在系统设计中，充分考虑了系统模块化、易维护、易操作、可扩充等性能要求，采用面向对象的开发方法，根据系统的内容及功能要求，设计系统的功能结构和表单结构。

根据系统的功能需求分析，系统主要由用户查询模块和系统管理模块组成（见图1）。

图1 PIC-系统功能模块图

1.1 用户查询模块

1）系统基本信息浏览。用户可以对系统的基本信息进行浏览。包括系统介绍、站点统计、最新动态、测试指南、法律法规等。

2）已知品种信息查询。包括一般性查询和专业查询。采用模糊查询以确保找到需要的目标品种。一般性查询通过控制参数的输入查询者可根据目标品种的某一参数，如品种名、所属类别等从数据库中找出符合该参数的一个或多个品种从而了解该目标品种的各项具体性状特征。专业查询可以按照自己的要求对多个控制参数进行组合从库中找出符合自己要求的品种信息。

3）已知品种信息浏览。对已知品种的信息进行浏览，包括基本信息、花果信息、枝刺信息、叶部信息、图片信息等其他信息。

1.2 系统管理模块

用户管理模块默认系统管理员可以更改密码，并可根据多用户与操作权限功能的不同添加、删除和修改其他普通管理员，使不同用户拥有不同的操作权限。信息管理员可以发布最新消息、法律法规等信息。信息发布简便快捷对已发布信息能实现修改、删除等功能。

数据管理模块包括系统基本信息管理和已知品种信息管理。管理员对收集的各蔷薇属品种资料进行录入、修改和删除。管理员在已知品种管理模块下首先添加已知品种的基本信息、图片信息和其他信息，然后在下一级页面添加花果信息、枝刺信息、叶部信息等DUS测试指标数据。

2 数据库表单设计

数据库是系统的核心和支柱，减少数据间的依赖和冗余，考虑程序的运行效率及程序设计的复杂度，采用一库多表的形式，即系统只建立一个数据库，根据不同的需要建立不同的表，并且每个表采用一个公用的主关键字相关联，从而避免品种间组织上的混乱。

以国际植物新品种保护联盟（UPOV）最新颁布的蔷薇属DUS 测试指南（2010），结合当前我国育种实际，筛选出适宜DUS测试的性状指标共计60个。为了便于管理，根据DUS 数据来特征，将其分成基本信息表、枝刺特征信息表、叶片特征信息表和花果特征信息表共4个表。

2.1 基本信息

基本信息表用于记录每个品种的重要信息，包括品种中文名称、品种英文名称、品种照片、月季分类、培育者、培育国家、亲本信息、获奖信息、栽培地点、样地号（见图2）。

图2 月季DUS测试基本信息录入界面

2.2 花果信息

花果信息用于记录每个品种的花果特征信息。包括花色分组，花（花型），香味，开花习性，始花期，倍性，花枝（花数），花枝（花侧花枝），花枝（每个侧枝花数），花梗长度，花梗茸毛或刺毛，花梗挺拔度，花蕾（纵切面性状），花（直径），花（俯视花顶形状），花（花的上边部侧视），花（形状），花萼延伸和叶化，花瓣大小，花瓣（边缘具缺刻），花瓣（形状），花瓣里面（中部带区颜色），花瓣里面（边缘带区颜色），花瓣里面（基部色斑颜色），花瓣里面（基部色斑大小），花瓣外面（中部带区颜色），花瓣外面（边缘带区颜色），花瓣外面（基部色斑颜色），花瓣外面（基部色斑颜色），花瓣外面（基部色斑大小），花瓣（边缘反折强度），花瓣（边缘波形），外生雄蕊（花丝的主要颜色），子房大小，花基部纵切面形状，残花（花瓣和花梗），结实性，果实形状，果实刺毛（详见表1、图3）。为了适应当前生态月季低维护的养护特点，增加了结实性指标。

图3 月季DUS测试花果信息录入界面

表1 月季DUS测试花果信息筛选指标

（续表1）

2.3 枝刺信息

枝刺信息用于记录每个品种的枝条和皮刺等性状的特征信息。包括枝条曲直，分枝角度（基角），嫩枝（花青苷显色），皮刺（有无），皮刺（下部分形状），刺状态，短刺，长刺，生长类型，生长习性（藤本除外），植株高度，生长势（详见表2、图4）。

图4 月季DUS测试枝刺信息录入界面

表2 月季DUS测试枝刺信息筛选指标

2.4 叶部信息

叶片信息用于记录每个已知品种的叶片大小，数量，形状等特征信息。包括叶片大小，叶片绿色（第一次开花时），叶光泽度，小叶（数量）（一个叶柄上），顶端小叶（形态），小叶横切面，叶缘锯齿状，叶边缘波状，顶端小叶（叶基形态），顶端小叶（叶尖形态）（详见表3、图5）。

图5 月季DUS测试叶部信息录入界面

表3 月季DUS测试叶部信息筛选指标

3 数据库功能设计

3.1 查询功能

进入资源查询页面，显示出当前所有录入的已知品种记录，利用检索功能通过控制输入参数来精确查找某一品种。根据月季品种中文名称或选择月季信息：类型、花色、花形、花香、叶片、花型等作为筛选条件进行查询，也可根据月季基本信息输入：培育者、培育国家、亲本信息、获奖信息等条件进行查询（见图6）。也可通过月季叶部信息、月季花果信息、月季枝刺信息的查询，点击添加查询条件，输入您所需要查询的条件。

图6 月季DUS测试基本信息查询界面

3.2 品种比对

数据库支持2～5种月季品种的横向对比。将要对比的月季品种挑选出来，默认选择的第一种月季品种列为对比项，最多可选五种月季品种对比。月季品种过多时，可以根据页面的筛选条件或自己输入筛选条件进行查询后将所需要的比对的月季品种选择后进行比对。在比对页面，比对信息一样的显示√（绿色）；比对信息不一致的显示×（红色）。对于已经录入系统的月季品种，可以在系统管理中查看统计数量，月季统计表单也可以导出统计表单。点击表格数量下的数字，也能查看详细的月季信息。

4 展望

目前我国现代月季品种约有2 000 多种，其中约90%以上引自国外。令人遗憾的是由于翻译及其他人为等因素，国内很多引进月季品种的名称比较混乱，阻碍了我国月季产业的良好有序发展[4]。已建立的数据库应用于教学、科研部门，商业化程度低，数据独立性较低，不易管理。国外已建成月季专类数据库中比较有名的是Help me find rose 网站，成立于1997 年，编目了44 000 个月季品种。国内比较权威的是中国月季网，为北京市园林科学研究院于2018年推出，收录1 265个月季品种，推行原名和中文译名同时使用的命名方法，规范了我国月季品种的中文名称，为生产者及科研工作者提供较为准确的参考和依据。

国内外月季品种网站对于主要以基本信息进行简单描述及进行植物新品种选育评价，不能满足我们目前的科研需要。月季品种的DUS 测试指标数据库的研发，可极大地推动国内月季品种育种进程。众所周知，在进行新品种的DUS 田间测试时，要将申请品种、对照品种、标准品种种在同一块地里，同时观测、记录，最后进行对比；另外，测试指南会列出每一个属（种）的几十个特征，对应每一个特征均需有标准品种作参照系。因此，收集、保存已知品种、建立全面的已知品种数据库是进行DUS 测试的基本条件。月季品种的DUS 测试指标数据库可以快速、准确地查找所需要的品种信息，实现林业植物新品种保护的信息化、网络化。DUS 测试指标数据库中含有丰富的品种特征信息，有助于开发不同类型品种月季的综合评价体系。将月季品种相关属性信息与GIS 地理信息关联，可以构建月季种质资源的国内分布情况，为月季平台库提供独特的维度视角。