胡为群，张小斌，郑可锋，祝利莉，姚旭国

(浙江省农业科学院，浙江 杭州 310021)

农林生物种质资源是生物资源的重要组成部分，是农作物品种选育和维持生物多样性的重要物质基础［1］。浙江省各农林科学研究单位长期专业从事资源收集、保存与利用工作，积累了大量农作物种质资源及相关的农艺性状、经济性状数据。利用这些资源数据，能为种质资源的保存与评价、农作物品种选育的亲本选择提供快速有效的手段，为提高品种选育的效果，降低成本，更好地为农作物品种选育和利用生物技术创制新型种质提供支撑。我们在建立农作物种质分类体系的基础上，根据不同农林生物品种的物种性状描述建立各自的信息表述结构和编码体系，实现农林生物种质资源数据库和配套管理系统的开发。

1 总体设计

根据浙江省农林生物种质资源开发和利用的现状，建立涵盖作物、林木、林特、畜禽等生物种质资源的多级分类描述体系，参考国际植物遗传资源研究所发布的作物描述符表和我国现行的近130多类种质资源描述规范和数据标准，构建农林种质资源数据的元数据集，并据此设计种质资源数据库结构定制与自动生成的软件机制，最终形成各类农林种质资源数据库结构集和数据存储仓库［2］。基于浏览器/服务器(B/S)模式建立由种质资源分类管理、种质资源数据管理、种质资源数据查询等模块组成的农林种质资源数据库管理系统，实现对种质资源的保存、信息检索查询和应用，向各科研单位及各相关育种生产部门提供在线信息服务。数据库系统的总体设计如图1所示，由两级数据库组成，一级数据库是物种种质资源性状指标数据库，二级数据库是用户在一级库下自定义动态生成的特定农林生物种质的二级性状指标库及其种质资源管理信息数据库。

图1 农林生物种质资源数据库管理系统总体设计

2 管理系统构建

2.1 农林生物种质资源分类描述体系

根据浙江省农林生物种质资源现状，基于农林生物的功能性质进行分类，搭建三级数据框架。第1级分为农作物(AG)、林业(FG)、牧业(AH)、渔业(FG)、其他种质资源(OG)五大类;每个大类下面又再分为一级分类和二级分类二级。如农作物包括粮食作物、豆类作物、油料作物、纤维作物、糖料作物、瓜果类作物、水果类作物、干果类作物、根茎类作物、蔬菜作物、嗜好作物、花卉作物、药用作物、原料作物、牧草与绿肥作物等;粮食作物中又包括水稻、大麦、小麦、玉米等(表1)。数据编码格式为“大类+一级分类+二级分类”，如农业种质资源粮食作物中的水稻，用AG01001表示。物种种质资源分类描述体系使用国家制定的自然科技资源平台种质资源规范化的描述语言，名词术语与国家或国际标准保持一致，确保数据的规范性、严密性、科学性。

表1 农林生物种质资源数据库框架示例

2.2 数据管理模块设计

由于农林生物种质资源数量繁多，特征特性、抗逆性、抗病性等生物学特征差异较大，每种物种数据库结构不同，数据库管理系统必须适用于众多农林生物物种种质资源数据库管理，以动态方式自定义数据库结构，采用对象—关系数据库，通过接口程序与检索系统、统计分析系统、互联网信息发布系统联结。另外，为了适应数据的不断更新，系统采用了表结构和表数据分离的导入方式，如果该表在数据库中不存在，则执行创建新表和导入表数据两步骤，如果该表已经存在则只需执行附加数据。

2.3 表结构设计

参照中国农业科学院作物科学研究所研制的《农作物种质资源信息处理规范》对农作物的性状和属性进行了规范化和标准化处理。对标准化后的各项种质资源性状指标数据结构进行综合分析和合理抽提，定义形成完整的数据结构表(表2)。以茭白为例，将其分为5个部分:第1部分为基本信息，包括统一编号、种质圃编号、引种号、采集号、品种名称、外文名、科名、属或亚属名、种名、原产地、保存单位等;第2部分为生长习性，包括株型、秋茭株高、秋茭薹管高、秋茭薹管节数、秋茭叶片长、秋茭叶片宽、秋茭叶鞘长、叶鞘颜色、叶颈颜色、秋茭壳色、秋茭单重、秋茭产量、秋茭有效分蘖、秋茭分蘖总数、秋茭有效分蘖率、雄茭株率、灰茭株率等;第3部分为品质信息，包括秋茭皮色、秋茭质地、冬孢子堆、夏茭净茭皮色、夏茭质地、干物质、水分、可溶性糖、维生素C、粗蛋白质、粗纤维、耐贮藏性;第4部分为抗性，包括苗期耐冷性、耐旱性、耐涝性、茭白锈病抗性、胡麻叶斑病抗性、纹枯病抗性、茭白瘟病抗性;第5部分为其他，包括核型、分子标记、备注。

2.4 数据库管理系统的实现

远程数据访问采取动态Web数据库的策略、B/S体系结构，通过接口程序为用户提供格式统一、直观高效、易学易用、功能完备的人机交互图形界面，用户通过浏览器即可实现对数据库的访问、检索与查询(图2)，用户可根据已知信息选择分类查询，快速获取已知特定信息的物种种质资源资料。系统选用 C#、.NET2.0作为主导设计语言，并基于Windows2003 Server操作系统的Internet Information Server 6.0与SQL Server 2008数据库服务器，提供数据库平台高效网络服务。

表2 农林生物种质资源数据表示例

图2 农林生物种质资源查询界面示例

3 小结与讨论

浙江省农林生物种质资源数据库管理系统是集成数据库技术和网络技术构建的基于 B/S结构的生物种质资源数据标准化及管理平台，为浙江省的生物种质资源的收集、评价、利用和研究提供了一套局域网和互联网环境下生物种质资源数据管理技术方案。目前，系统已建立浙江省农林生物种质资源数据框架50多个，建成大豆、沙梨和家蚕3个实例数据库，包含近10 000份品种/种质/基因信息。建成后的农林生物种质资源数据库管理系统有利于农林生物种质资源的统一和规范管理，在此基础上建立的浙江省农林种质资源系统能更好地为科研人员和生产部门服务。种质资源数据库管理系统的完善是一个信息不断更新的过程［3］，由于该系统所涵盖的作物品种繁多，涉及单位多，作物种质资源相关资料的收集是一项庞大而艰巨的任务，要想建立种类齐全、资源信息丰富的统一农作物种质资源数据系统需要建立一个长期、有效的资源共享机制。

［1］刘健宏．基于 Internet的种质资源数据库平台建设研究［J］．农业网络信息，2006(12):81-82.

［2］肖菁，宋羽，张金波．基于Internet的新疆农作物种质资源数据库平台的构建［J］．北方园艺，2010(10):241-242.

［3］朱建淼，熊兴平，江用文，等．基于Internet的多年生无性繁殖作物种质资源数据管理系统的设计与实现［J］．中国农学通报，2009，25(6):252-256.