基于VB6.0的西瓜育種可視化管理系統(tǒng)的研建

摘 要： 基于VB6.0編程技術(shù)，開發(fā)出集系譜管理、組合管理、親本管理、圖片管理、智能選種、數(shù)據(jù)調(diào)庫、組合預(yù)測、數(shù)據(jù)檢索和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析等功能為一體的可視化育種管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)操作簡單、界面友好、通用性較強(qiáng)，適合西瓜育種工作的迫切需求，并且今后可擴(kuò)展應(yīng)用到其他作物育種上。

關(guān)鍵詞： 西瓜； 系譜管理； 可視化； 育種管理系統(tǒng)； 計(jì)算機(jī)輔助育種

植物育種是一種實(shí)踐性很強(qiáng)的工作，不僅有大量的田間觀察、記錄、室內(nèi)考種等工作，且有大量的日常數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析和圖片管理工作。對于育種材料較少，性狀數(shù)量較小，考察目標(biāo)個(gè)體較少的育種庫材料，傳統(tǒng)的人工篩選方法是可行的，然而對于處理數(shù)量大、考察目標(biāo)多的育種庫材料，育種工作量加大，任務(wù)繁重[1-6]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，使其能夠快速有效地尋找目標(biāo)性狀和圖片，而且可精確處理各階段的數(shù)據(jù)，對于揭示、總結(jié)農(nóng)作物的遺傳規(guī)律，輔助育種工作者對育種遺傳過程的控制都有重要價(jià)值[7-13]，尤其是商業(yè)化育種的迅速發(fā)展，育種過程中大量的數(shù)據(jù)、圖片、性狀信息的管理及數(shù)理統(tǒng)計(jì)和計(jì)算機(jī)預(yù)先配制組合、后代數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)需求就越加突出。國際同行早就在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行育種科研工作了，如孟山都、先鋒、先正達(dá)利用計(jì)算機(jī)輔助育種，支撐其龐大的育種技術(shù)體系[14]，而國內(nèi)只有少數(shù)科研單位在使用一些功能單一的、非面向?qū)ο蟮目梢暬N軟件，且大多數(shù)采用Excel進(jìn)行一些數(shù)據(jù)管理和處理工作[15-16]，面對數(shù)據(jù)多、圖片多，并涉及許多數(shù)學(xué)原理和計(jì)算，我們感覺到在實(shí)際育種工作中很不方便，這就迫切需要開發(fā)出多功能為一體的可視化綜合管理系統(tǒng)。

1 總體設(shè)計(jì)

1.1 操作環(huán)境及開發(fā)平臺

本系統(tǒng)選用WINDOWS操作系統(tǒng)，采用Microsoft Visual Basic 6.0 中文版開發(fā)平臺和Access 2003數(shù)據(jù)庫，結(jié)合育種家的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)系統(tǒng)。

1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

我們選擇通用性、安全性、價(jià)格等方面有一定優(yōu)勢數(shù)據(jù)庫Access 2003。數(shù)據(jù)庫newyzxt（包含以下表：登錄表、功能簡介表、早熟材料表、中早熟材料表、中晚熟材料表、晚熟材料表、歷年計(jì)劃表、品比表、區(qū)域表、生產(chǎn)表），數(shù)據(jù)庫MyData（包含以下表：F值表、SSR值表、X2值表、T值表；），專家知識數(shù)據(jù)庫。

1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖（見圖1）

1.4 系統(tǒng)組成和功能及主要技術(shù)

1.4.1 登錄模塊 功能：為了防止數(shù)據(jù)泄露，不同用戶名、密碼權(quán)限不同。技術(shù)：采用判斷語句if then 嵌套形式對于用戶名和密碼的判斷，在用選擇語句select case進(jìn)行后臺數(shù)據(jù)庫的用戶名和密碼匹配。

1.4.2 基礎(chǔ)信息錄入模塊 功能：實(shí)現(xiàn)對系譜、性狀、圖片、數(shù)據(jù)等信息的輸入、修改、保存、取消。技術(shù)：采用下拉控件ComboBox來實(shí)現(xiàn)輸入，減少大量錄入工作；通過調(diào)用字符串位數(shù)函數(shù)InStrRev判斷系譜連接符“-”位數(shù)，再調(diào)用指定數(shù)目的字符函數(shù)MID讀取所需要部分字符串，合并原系譜智能生成新系譜；圖片采用控件CommonDialog來實(shí)現(xiàn)添加調(diào)用。

1.4.3 信息查詢模塊 功能：實(shí)現(xiàn)對早熟、中早熟、中晚熟、晚熟材料，按時(shí)間或系譜進(jìn)行性狀、圖片、數(shù)據(jù)等信息的查詢。技術(shù)：采用TreeView、DataGrid與Image控件綁定的形式來實(shí)現(xiàn)樹狀檢索系譜及相關(guān)圖片，并通過計(jì)算機(jī)語言like '%\" Trim（Text1.text） \"%'與If KeyCode = vbKeyReturn Then Cmdfind_Click方法進(jìn)行具有相同開頭的系譜查詢，追蹤其宗代。

1.4.4 選種模塊 功能：實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)庫跨庫調(diào)取數(shù)據(jù)和智能調(diào)庫、選擇功能；可多條件組合查詢進(jìn)行系譜樹狀檢索，自動實(shí)現(xiàn)系譜與圖片匹配；智能選種計(jì)劃和存檔；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)打印或?qū)隕xcel的功能。技術(shù)：采用選擇語句Select Case加變量的形式，實(shí)現(xiàn)調(diào)庫、選擇功能；運(yùn)用控件ComboBox屬性Enabled， BackColor和Check屬性Ture、False來實(shí)現(xiàn)選擇與未選擇顏色標(biāo)記的完成；采用控件Option、Check與Select和變量配用的形式來實(shí)現(xiàn)靈活自由的多條件查詢、選擇；采用控件Option與Select和自設(shè)變量配合方法，實(shí)現(xiàn)同一圖片框不同圖片的變化；利用創(chuàng)建系統(tǒng)對象CreateObject（\"Excel.Application\"）創(chuàng)建excel應(yīng)用程序；利用Format、Insert into 方法自動生成新播種編號。

1.4.5 歷年播種計(jì)劃模塊 功能：將歷年播種計(jì)劃情況保存到庫表中，可以進(jìn)行時(shí)間、地點(diǎn)、系譜查詢歷年播種信息。技術(shù)：運(yùn)用判斷重復(fù)語句insert into與not in（select from）方法來實(shí)現(xiàn)保存功能。

1.4.6 品種比較試驗(yàn)?zāi)K 功能：實(shí)現(xiàn)對時(shí)間、地點(diǎn)、系譜、性狀、圖片等信息的添加、修改、保存、取消等功能；同時(shí)在錄入組合信息時(shí)自動添加父母本信息和圖片，自動計(jì)算小區(qū)平均產(chǎn)量和折合667 m2產(chǎn)量。技術(shù)：采用多個(gè)控件ListView和DataGrid組合的方法，來實(shí)現(xiàn)系譜、性狀相關(guān)信息的讀取；并采用控件DataGrid與Image組合的方法，來實(shí)現(xiàn)系譜與圖片的匹配；調(diào)用平均函數(shù)AVG，和函數(shù)SUM進(jìn)行平均產(chǎn)量和667 m2產(chǎn)量的計(jì)算；運(yùn)用insert into與select方法來實(shí)現(xiàn)優(yōu)良組合的篩選。

1.4.7 區(qū)域試驗(yàn)?zāi)K 功能：實(shí)現(xiàn)對系譜、性狀、圖片、數(shù)據(jù)等信息的添加、修改、保存、取消等功能；可以按名稱或時(shí)間、地點(diǎn)條件查詢新組合表現(xiàn)信息，并計(jì)算出總的小區(qū)平均產(chǎn)量和總的平均667 m2產(chǎn)量。技術(shù)：方法同上。

1.4.8 生產(chǎn)試驗(yàn)?zāi)K 功能：實(shí)現(xiàn)對時(shí)間、地點(diǎn)、系譜、性狀、圖片、數(shù)據(jù)等信息的添加、修改、保存、撤銷等功能；可以按名稱對同一組合的進(jìn)行查詢，并計(jì)算出總的小區(qū)平均產(chǎn)量和總的平均667 m2產(chǎn)量。技術(shù)：利用Label屬性BorderStyle和Caption實(shí)現(xiàn)信息定位，并通過與Picture、DataGrid控件組合的方法來實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的讀取；

1.4.9 鑒定模塊 功能：實(shí)現(xiàn)對親本鑒定、F1鑒定結(jié)果的添加、修改、保存、查詢等功能；智能計(jì)劃繁種功能。

1.4.10 統(tǒng)計(jì)分析模塊 功能：進(jìn)行方差分析，估算出配合力及相對效應(yīng)值，計(jì)算出遺傳力，做為預(yù)配組合前的計(jì)算、判斷、篩選的前提條件。技術(shù)：采用Function、Format、MsgBox、AVG、SUM設(shè)計(jì)方差計(jì)算程序；采用Print方法顯示計(jì)算結(jié)果；采用“Select R，” Text.text \" fromF（1%或5%） where R='\" Label.Caption \"'\"方法進(jìn)行計(jì)算結(jié)果與F值表、SSR值表等表數(shù)據(jù)的匹配，自動統(tǒng)計(jì)出新組合與對照及組合間差異顯著情況；運(yùn)用比較交換法進(jìn)數(shù)據(jù)排序。

1.4.11 系統(tǒng)設(shè)置模塊 權(quán)限設(shè)置： 設(shè)置不同用戶，對窗體的操作權(quán)限。數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)： 備份數(shù)據(jù)或?qū)G失的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。

2 系統(tǒng)的核心模塊運(yùn)行

2.1 系譜、圖片、數(shù)據(jù)的管理模塊運(yùn)行

進(jìn)入系譜、圖片、數(shù)據(jù)的管理模塊，選擇早熟、中早熟、中晚熟、晚熟相應(yīng)的材料庫，制定檢索條件，單擊“選擇查詢”按鈕，可檢索出目標(biāo)材料。單擊相應(yīng)系譜，即可顯示相應(yīng)的圖片（圖2）。

2.2 選種模塊

進(jìn)入選種系統(tǒng)，設(shè)定檢索條件，選擇符合條件的記錄，單擊“單選”或“全選”按鈕，即智能生成播種計(jì)劃表，然后進(jìn)行輸出（打印或?qū)隕XCEL），最后單擊“保存”按鈕，將計(jì)劃保存到歷年播種計(jì)劃庫表中（圖3）。

2.3 統(tǒng)計(jì)分析中的配合力估算模塊

進(jìn)入配合力測定系統(tǒng)，單擊“添加”按鈕，選擇“父本一”，依次輸入母本、父本、測值1、測值2、測值3，刷新，再分別選擇“父本二、父本三”進(jìn)行輸入、刷新。單擊“統(tǒng)計(jì)分析”按鈕，進(jìn)行方差分析，再單擊“配合力估算”按鈕，計(jì)算出配合力及相對效應(yīng)值（圖4）。

2.4 品種比較試驗(yàn)?zāi)K

①進(jìn)入品種比較試驗(yàn)系統(tǒng)，單擊“錄入數(shù)據(jù)和添加圖片”框，進(jìn)行信息錄入，然后保存（或修改、刪除、撤消，退出）。

②選擇品比日期、試驗(yàn)地點(diǎn)，查詢相關(guān)記錄，單擊品種名稱，即可顯示相應(yīng)的圖片，同時(shí)調(diào)出父母本的相關(guān)信息，并計(jì)算出總小區(qū)平均產(chǎn)量和總的平均667 m2產(chǎn)量（圖5）。

3 創(chuàng)新與展望

“西瓜育種可視化管理系統(tǒng)”采用了田間編號與系譜自動匹配生成新系譜的技術(shù)，可減少大量、繁瑣的系譜錄入工作。系譜、圖片、數(shù)據(jù)信息、時(shí)間智能匹配，實(shí)現(xiàn)性狀、圖片、數(shù)據(jù)、查詢、調(diào)用等集成管理。采用大量公共變量與變量嵌套形式來縮減大量重復(fù)的源代碼，精簡代碼，提高速度，減少錯(cuò)誤。方差分析、配合力估算、遺傳力估算，采用調(diào)入數(shù)據(jù)方式，靈活組合，一鍵計(jì)算，使統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用直接結(jié)合數(shù)據(jù)瀏覽，同時(shí)減少應(yīng)用第三方軟件而再次大量重復(fù)輸入數(shù)據(jù)的問題。采用變相形式來實(shí)現(xiàn)系譜樹狀檢索功能，追蹤其到宗代，便于育種人員對其遺傳規(guī)律的分析和組合的選配。采用變量與函數(shù)變化重組的方法進(jìn)行計(jì)算結(jié)果與F值表、SSR值表等表數(shù)據(jù)的匹配，自動統(tǒng)計(jì)出新組合與對照及組合間差異顯著情況。

該系統(tǒng)操作簡單、界面友好（圖6）、通用性較強(qiáng)，對育種材料進(jìn)行了精確、迅速、科學(xué)評價(jià)，給出了科學(xué)的量化指標(biāo)，提高育種效率，節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力的投入，并且今后可擴(kuò)展應(yīng)用到其他作物育種上，為育種家創(chuàng)造出優(yōu)良的品種提供了幫助。

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