基于薔薇屬DUS測試指南的月季品種數據庫設計與應用

趙衛華

（常州市園藝發展服務中心，江蘇常州 213023）

月季原產我國，花型優美、色彩絢麗、花期較長，被譽為花中皇后。月季的植物造景應用可增添城市色彩，豐富園林感觀，是生態城市“彩化、美化、香化、生態化”發展需求[1]。月季種質資源作為基因資源的重要載體，不但可以保護月季資源的多樣性，對今后月季資源的保存、利用及開發也具有重要的科學價值和現實意義[2]。目前，我國缺乏全國統一譯名標準，各地月季分類、品種名稱較為混亂，例如河南、上海等地的一些花卉企業，對從國外引進的月季新品種命名較為隨意，常常有“同名異物”或“同物異名”的情況，這給我國的月季新品種保護帶來很多困難，也不利于月季花卉產業的發展。

國際植物新品種保護聯盟（UPOV）是政府間的國際組織，依據《保護植物新品種國際公約》建立。主要職責是協調各成員國之間在植物新品種保護方面的政策、法律及實施步驟，以保障育種者在國際上的合法權益，對申請品種的DUS（即特異性、一致性、穩定性）統一審定標準等。國際植物新品種保護聯盟制定的薔薇屬DUS測試指南最新版于2010年3月24日發布。

近年來計算機數據庫技術發展迅速，將數據庫技術與各專業結合能方便、有效地管理各個領域的專業知識和資料可實現數據的搜集、查詢、保存和處理并完成各種特定的信息加工。對已知的薔薇資源進行收集整理，根據薔薇屬DUS 測試指南中的指標建立已知品種數據庫，利用關系數據庫的特點應用計算機、網絡、數據庫等最新技術建立一個具有網絡化、易用性和開放性的薔薇屬已知品種數據庫信息管理系統，既是月季種質資源保護的數字化、信息化發展的需要，也能夠更好地服務于月季品種的選育、推廣、生產及保護。月季種質資源品種DUS 測試指標數據庫的研發對于月季新品種的培育與申請也有著重要的作用和意義，育種時可以準確地查找所需品種的信息，也可通過申請品種與已知品種進行品種性狀指標體系比較、審查，還可用來篩選植物新品種特異性、一致性、穩定性(DUS)測試用相似品種，以及作為篩選測試指南中對照品種的依據，為將來月季分類與親緣關系的研究提供數據支持[3-6]。

1 數據庫系統設計

月季種質資源品種DUS 測試指標數據庫采用B/S架構，Photoshop 美工設計，Visual Studio Code 和IntelliJ IDEA 程序編寫，MySQL Server 5.7 數據庫開發，以Windows Server 2012 操作系統、Tomcat、JSP腳本解釋引擎、MySQL Server 數據庫驅動為系統運行環境。支持windows7/10/11 操作系統。在系統設計中，充分考慮了系統模塊化、易維護、易操作、可擴充等性能要求，采用面向對象的開發方法，根據系統的內容及功能要求，設計系統的功能結構和表單結構。

根據系統的功能需求分析，系統主要由用戶查詢模塊和系統管理模塊組成（見圖1）。

圖1 PIC-系統功能模塊圖

1.1 用戶查詢模塊

1）系統基本信息瀏覽。用戶可以對系統的基本信息進行瀏覽。包括系統介紹、站點統計、最新動態、測試指南、法律法規等。

2）已知品種信息查詢。包括一般性查詢和專業查詢。采用模糊查詢以確保找到需要的目標品種。一般性查詢通過控制參數的輸入查詢者可根據目標品種的某一參數，如品種名、所屬類別等從數據庫中找出符合該參數的一個或多個品種從而了解該目標品種的各項具體性狀特征。專業查詢可以按照自己的要求對多個控制參數進行組合從庫中找出符合自己要求的品種信息。

3）已知品種信息瀏覽。對已知品種的信息進行瀏覽，包括基本信息、花果信息、枝刺信息、葉部信息、圖片信息等其他信息。

1.2 系統管理模塊

用戶管理模塊默認系統管理員可以更改密碼，并可根據多用戶與操作權限功能的不同添加、刪除和修改其他普通管理員，使不同用戶擁有不同的操作權限。信息管理員可以發布最新消息、法律法規等信息。信息發布簡便快捷對已發布信息能實現修改、刪除等功能。

數據管理模塊包括系統基本信息管理和已知品種信息管理。管理員對收集的各薔薇屬品種資料進行錄入、修改和刪除。管理員在已知品種管理模塊下首先添加已知品種的基本信息、圖片信息和其他信息，然后在下一級頁面添加花果信息、枝刺信息、葉部信息等DUS測試指標數據。

2 數據庫表單設計

數據庫是系統的核心和支柱，減少數據間的依賴和冗余，考慮程序的運行效率及程序設計的復雜度，采用一庫多表的形式，即系統只建立一個數據庫，根據不同的需要建立不同的表，并且每個表采用一個公用的主關鍵字相關聯，從而避免品種間組織上的混亂。

以國際植物新品種保護聯盟（UPOV）最新頒布的薔薇屬DUS 測試指南（2010），結合當前我國育種實際，篩選出適宜DUS測試的性狀指標共計60個。為了便于管理，根據DUS 數據來特征，將其分成基本信息表、枝刺特征信息表、葉片特征信息表和花果特征信息表共4個表。

2.1 基本信息

基本信息表用于記錄每個品種的重要信息，包括品種中文名稱、品種英文名稱、品種照片、月季分類、培育者、培育國家、親本信息、獲獎信息、栽培地點、樣地號（見圖2）。

圖2 月季DUS測試基本信息錄入界面

2.2 花果信息

花果信息用于記錄每個品種的花果特征信息。包括花色分組，花（花型），香味，開花習性，始花期，倍性，花枝（花數），花枝（花側花枝），花枝（每個側枝花數），花梗長度，花梗茸毛或刺毛，花梗挺拔度，花蕾（縱切面性狀），花（直徑），花（俯視花頂形狀），花（花的上邊部側視），花（形狀），花萼延伸和葉化，花瓣大小，花瓣（邊緣具缺刻），花瓣（形狀），花瓣里面（中部帶區顏色），花瓣里面（邊緣帶區顏色），花瓣里面（基部色斑顏色），花瓣里面（基部色斑大小），花瓣外面（中部帶區顏色），花瓣外面（邊緣帶區顏色），花瓣外面（基部色斑顏色），花瓣外面（基部色斑顏色），花瓣外面（基部色斑大小），花瓣（邊緣反折強度），花瓣（邊緣波形），外生雄蕊（花絲的主要顏色），子房大小，花基部縱切面形狀，殘花（花瓣和花梗），結實性，果實形狀，果實刺毛（詳見表1、圖3）。為了適應當前生態月季低維護的養護特點，增加了結實性指標。

圖3 月季DUS測試花果信息錄入界面

表1 月季DUS測試花果信息篩選指標

（續表1）

2.3 枝刺信息

枝刺信息用于記錄每個品種的枝條和皮刺等性狀的特征信息。包括枝條曲直，分枝角度（基角），嫩枝（花青苷顯色），皮刺（有無），皮刺（下部分形狀），刺狀態，短刺，長刺，生長類型，生長習性（藤本除外），植株高度，生長勢（詳見表2、圖4）。

圖4 月季DUS測試枝刺信息錄入界面

表2 月季DUS測試枝刺信息篩選指標

2.4 葉部信息

葉片信息用于記錄每個已知品種的葉片大小，數量，形狀等特征信息。包括葉片大小，葉片綠色（第一次開花時），葉光澤度，小葉（數量）（一個葉柄上），頂端小葉（形態），小葉橫切面，葉緣鋸齒狀，葉邊緣波狀，頂端小葉（葉基形態），頂端小葉（葉尖形態）（詳見表3、圖5）。

圖5 月季DUS測試葉部信息錄入界面

表3 月季DUS測試葉部信息篩選指標

3 數據庫功能設計

3.1 查詢功能

進入資源查詢頁面，顯示出當前所有錄入的已知品種記錄，利用檢索功能通過控制輸入參數來精確查找某一品種。根據月季品種中文名稱或選擇月季信息：類型、花色、花形、花香、葉片、花型等作為篩選條件進行查詢，也可根據月季基本信息輸入：培育者、培育國家、親本信息、獲獎信息等條件進行查詢（見圖6）。也可通過月季葉部信息、月季花果信息、月季枝刺信息的查詢，點擊添加查詢條件，輸入您所需要查詢的條件。

圖6 月季DUS測試基本信息查詢界面

3.2 品種比對

數據庫支持2～5種月季品種的橫向對比。將要對比的月季品種挑選出來，默認選擇的第一種月季品種列為對比項，最多可選五種月季品種對比。月季品種過多時，可以根據頁面的篩選條件或自己輸入篩選條件進行查詢后將所需要的比對的月季品種選擇后進行比對。在比對頁面，比對信息一樣的顯示√（綠色）；比對信息不一致的顯示×（紅色）。對于已經錄入系統的月季品種，可以在系統管理中查看統計數量，月季統計表單也可以導出統計表單。點擊表格數量下的數字，也能查看詳細的月季信息。

4 展望

目前我國現代月季品種約有2 000 多種，其中約90%以上引自國外。令人遺憾的是由于翻譯及其他人為等因素，國內很多引進月季品種的名稱比較混亂，阻礙了我國月季產業的良好有序發展[4]。已建立的數據庫應用于教學、科研部門，商業化程度低，數據獨立性較低，不易管理。國外已建成月季專類數據庫中比較有名的是Help me find rose 網站，成立于1997 年，編目了44 000 個月季品種。國內比較權威的是中國月季網，為北京市園林科學研究院于2018年推出，收錄1 265個月季品種，推行原名和中文譯名同時使用的命名方法，規范了我國月季品種的中文名稱，為生產者及科研工作者提供較為準確的參考和依據。

國內外月季品種網站對于主要以基本信息進行簡單描述及進行植物新品種選育評價，不能滿足我們目前的科研需要。月季品種的DUS 測試指標數據庫的研發，可極大地推動國內月季品種育種進程。眾所周知，在進行新品種的DUS 田間測試時，要將申請品種、對照品種、標準品種種在同一塊地里，同時觀測、記錄，最后進行對比；另外，測試指南會列出每一個屬（種）的幾十個特征，對應每一個特征均需有標準品種作參照系。因此，收集、保存已知品種、建立全面的已知品種數據庫是進行DUS 測試的基本條件。月季品種的DUS 測試指標數據庫可以快速、準確地查找所需要的品種信息，實現林業植物新品種保護的信息化、網絡化。DUS 測試指標數據庫中含有豐富的品種特征信息，有助于開發不同類型品種月季的綜合評價體系。將月季品種相關屬性信息與GIS 地理信息關聯，可以構建月季種質資源的國內分布情況，為月季平臺庫提供獨特的維度視角。