電子計算機在作物遺傳育種研究中的應用

姜付波　朱洪波

摘要：作物遺傳育種工作中涉及大量的信息管理與數據處理工作，如品種資源管理、育種計劃的制定、田間試驗設計、品種系譜追蹤、試驗結果的統計分析、遺傳育種的理論研究等。目前，電子計算機已成為遺傳育種研究不可或缺的信息處理工具，廣泛應用于育種工作的各個環節。

關鍵詞：電子計算機；品種資源管理；作物育種管理；親本選配；應用

中圖分類號： S330 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.14.012

1 電子計算機在品種資源管理中的應用

品種資源是育種工作的重要物質基礎。農作物資源信息的激增和計算機技術的迅速發展，促使許多國家、地區和國際農業研究機構開始研究利用電子計算機建立品種資源管理系統。中國有極豐富的農作物種質資源。為了充分有效地利用這些資源，在1980年～1985年間，上海、浙江、吉林、寧夏、湖南、山東和北京等地的農業科研部門分別在微型計算機上建立了水稻、小麥、玉米、大豆、高粱等農作物的品種數據庫，并不同程度地為用戶提供一些服務。1986年，中國開始國家作物種質資源數據系統研究工作，到1990年建成了中國國家作物種質資源數據庫系統，擁有種質達27萬份，使中國作物種質資源信息管理跨入世界先進行列。中國的國家作物種質資源數據庫系統是目前世界上僅次于美國的最大的作物遺傳資源數據庫系統之一。

當然，不同國家、不同作物的品種資源數據庫或信息系統盡管在規模、組成等方面不同，但品種資源信息管理的目標基本相似。一般均能滿足育種家和有關研究人員的信息需求。

目前世界各國建立的種質信息系統，按其主要特征可分為三大類。一是文件系統，其數據以文件方式存貯。每份文件設計有一組描述字段，文件可采用不同的組織和記錄格式，借助一些描述信息可把文件連接起來操作，以實現對所存貯信息的處理；二是數據系統。數據系統具有文件系統的若干特征，但存貯的數據可獨立于數據管理的程序，以供不同目的管理程序共同享用；三是網絡系統。建立品種資源數據庫的目的在于迅速而準確地為育種和生物工程技術人員提供優質、豐產、抗病、抗逆及特異的種質資源信息，為加速新品種的選育服務。因此，在設計建立品種資源數據庫時，要緊緊圍繞這個總體目標來進行精心的系統設計。一般要求做到：適用于不同種類的作物，具有廣泛的通用性；對品種的描述規范化并在一定歷史時期內具有完整性、準確性、穩定性的先進性；要考慮到計算機技術的發展，系統功能要齊全，除了具有輸入、修改、插入、增刪、查詢、檢索、打印輸出等管理功能外，還應具有定量或定性分析的功能，能夠產生靈活多樣的報表與報告；程序功能模塊化，可移植，易維護，使用方便，人機界面友好。

2 電子計算機在作物育種管理、設計與分析中的應用

作物育種工作者常因不能及時地處理分析大量的育種試驗資料而埋沒了許多重要的信息，從而影響了育種效率的提高。為了整理分析試驗數據、設計田間試驗、編制田間記載冊等，育種工作者不得不年復一年地花費大量時間和精力。為此，研究育種的計算機輔助系統顯得非常必要和重要。

3 電子計算機在親本選配研究中的應用

親本先配是雜交育種成敗的關鍵，因而也就成為國內外學者在植物育種中計算機應用研究的熱點之一。計算機親本選配系統的研究盡管起步晚，但已取得長足的進展。在一些經濟技術發達的國家，植物雜交育種的親本選配都借助于計算機，只要將育種目標和對親本組配的要求輸入計算機系統，計算機就能按人的意愿組配組合，不僅速度快，而且組配的很準確。

計算機應用于親本選配，其意義不僅僅在于可以將一些復雜的、參數估計較難的方法直接應用于育種實踐，更重要的是促進親本選配研究系統科學化，使親本選配在過去經驗性總結或單一分析地基礎上，能夠較全面、綜合地考慮問題；使親本選配研究能夠開拓思路，引入新思想、新方法、新手段，從而提高育種水平，高效率地育成作物新品種，促進育種科學的發展。

4 作物育種的專家系統

計算機專家系統是模擬某一專門領域中專家求解問題能力的計算機程序系統，以便對復雜的問題作出專家水平的判斷、解釋、推理、決策、結論和咨詢。目前，在計算機應用的研究領域中，專家系統的研制非常活躍。作物育種是一個復雜的系統，需要多學科知識，豐富的經驗，育種的周期長、成功率低且因人而異。作物育種不僅是一門科學，也是獨具匠心的藝術，專家經驗在培育品種方面往往起著決定性作用。研制作物育種的專家系統對提高育種效率，將高技術和育種結合起來，對出好品種，快出品種有十分重要的促進作用。

總而言之，現代作物育種是一門綜合性的，以多學科協作為特征的應用學科。它集傳統經驗、遺傳理論、生物技術、現代計算技術、理化技術和系統思想于一體來適應育種目標越來越綜合化、復雜化和多樣化的要求。電子計算機在遺傳育種中的應用，包括各專家系統、輔助系統、咨詢系統、管理系統的建立，使育種學在科學化、現代化水平上邁開了一大步。然而，計算機技術的應用，不僅僅是使我們能夠打破時空的限制，應用專家經驗，掌握資料信息，從繁雜的事務性勞動中解放出，更重要的應是結合這種現代技術，研發和應用新的思想、新的理論和新的方法，從而促進育種工作的開展，提高育種水平，高效率地為農業生產培育出更多更好的作物品種，促進高產、優質及高效農業的發展。

作者簡介：姜付波，大專學歷，鎮賚縣農業廣播電視學校，講師，研究方向：農業技術推廣教學工作。