上海农作物种质资源数据库的设计和构建

随着农作物种质资源数量的不断增加,种质资源交流的日益频繁以及种质资源利用的逐步深入,农作物种质资源数据库的建设对农作物的应用研究和基础性研究至关重要。上海市农业生物基因中心借助于本中心保存的近21万份种质资源的信息,开发了一套上海农作物种质资源数据库,本文主要阐述了该数据库设计和构建的目的、原则和数据库的架构、运行环境以及主要功能模块。上海农作物种质资源数据库采用了B/S结构,平台系统利用多层逻辑架构实现了对农作物种质资源数据信息的收集、存储、查询、统计分析等功能。外部用户通过浏览器即可访问平台系统,浏览查询种质资源信息。内部管理员可使用平台的受限功能,需要认证成功后才可使用后台管理功能,实现对整个平台数据的管理。注册用户还可通过基因资源数据库提交引种申请,管理员结合管理信息系统实现对外供种全流程的网络化,借此可提高工作效率,增加工作流程的透明度。     

农作物种质资源调查数据标准制定与共享

系统提取并分析了农作物种质资源普查数据、调查数据、评价数据和保存数据等数据信息,采用基于数据元技术方法制定了农作物种质资源调查数据标准和数据元目录;定义了种质资源调查数据集以及对象和属性的映射关系;给出了基于XML数据标准存储及交换策略。标准的制定使农作物种质资源调查在"数据层"上达到统一,规范了数据库构建,促进了农作物种质资源调查数据的整合和共享。     

园艺作物核心种质构建的研究进展

构建核心种质是植物遗传资源的研究热点和重点之一,对种质资源的鉴定、保存、利用与交流具有重要意义。本文简要介绍了植物遗传资源核心种质的概念及其构建方法,综述了园艺作物核心种质构建的研究新进展,并对今后该领域的研究趋势进行了展望。提出了种质分组及取样策略是园艺作物核心种质构建方法研究的重点;应及时构建一批大宗园艺作物以及我国原产和特产园艺作物的核心种质;高度重视基于重测序技术快速、精准、高通量地挖掘园艺作物核心种质优异基因的研究以及要加强科研管理与协作,切实提高我国园艺作物核心种质研究成果的共享性等观点,为园艺作物种质资源的深入研究与高效利用提供理论依据和技术参考。     

国家农作物种质资源平台的建立和应用

农作物种质资源是生物多样性的重要组成部分, 是作物育种和农业生产的物质基础。长期以来, 我国农作物种质资源标准不统一、资源保存相对分散、信息网络设施薄弱, 制约了农作物种质资源的共享利用。本文提出了国家农作物种质资源平台的概念和架构, 它是一个虚拟式的农作物种质资源机构, 由国家长期种质库、国家复份种质库、国家中期种质库、国家种质圃和国家种质信息中心组成。阐述了农作物种质资源技术规范体系构建的原则和方法, 建立了由110种作物的描述规范、数据规范和数据质量控制规范组成的技术规范体系。提出了以信息共享带动实物共享的思路、方法和途径, 建成了拥有39万份种质信息的国家农作物种质资源数据库和中国作物种质资源信息网(http://www.cgris.net/)。创建了日常性服务、展示性服务、针对性服务、需求性服务和引导性服务等5种农作物种质资源服务模式, 有效解决了农作物种质资源共享利用的难题。     

湖南省农作物种质资源收集保护和创新利用进展

根据湖南省第一次(1956-1957年)和第二次(1979-1983年)全国农作物种质资源调查、收集及研究利用的工作开展情况,总结了湖南省种质资源保护和利用的现状及取得的成果,特别是水稻、油菜、辣椒、茶叶等在资源创新利用上取得了优异成绩;分析了湖南省农作物种质资源保护仍存在地方品种资源日益减少、资源收集困难、农作物种质资源保存体系不够完善、资源专业团队缺乏、资源利用率低等限制本地区农作物种质资源创新利用的问题。提出了以"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"为契机,建立完善的种质资源保护体系、精准评价体系及共享共用机制等促进农作物种质资源保存与利用工作良性循环的建议。     

基于表型性状构建材用云南松核心种质策略研究

【目的】研究旨在构建可靠的材用云南松核心种质,加强其种质资源选育、开发利用研究,解决其种质资源分布广、保存成本高、保存难度大等问题,促进云南松种质资源有效利用。【方法】以云南松26个天然居群的780株样株为原种质,以18个表型性状为原数据,利用2种不同构建策略（利用地理角度与改进的最小距离逐步取样法）,探讨不同构建策略所构建的核心种质对原种质的代表性。【结果】结果表明：（1）地理角度构建出的包含219株样株的种质子集,其遗传多样性指数显著低于改进的最小距离逐步取样法构建的4个种质子集,略高于原种质;该种质子集与原种质的MD值为3.921%,VD值为83.33%,CR值为82.207%,VR值为99.48%;通过对原种质与该种质子集18个性状做主成分分析,累计贡献率分别为79.376%、82.163%,其种质子集样株分布相对集中。（2）改进的最小距离逐步取样法构建的4个抽样比例分别为10%、20%、30%和40%的种质子集中,其中20%抽样比例的种质子集效果最好,该种质子集的多样性指数极显著大于原种质;20%抽样比例种质子集与原种质的MD值为6.363%,VD值为83.33%,CR值为91.099%,VR值为124.448%;对20%抽样比例的种质子集进行主成分分析,累计贡献率为83.539%,且高于原种质,该种质子集样株分布范围覆盖了整个取样范围。【结论】研究表明,不同方法构建的核心种质均获得了原种质不同程度遗传多样性,这2种构建结果均可代表材用云南松种质资源核心种质;而地理角度构建的种质子集在种质资源采集、保存和更新方面更具有优势,可为材用云南松种质资源保存和优良种质选育提供科学方法,同时为其他种质资源的构建提供一种新的参考方法。     

植物核心种质研究进展

丰富的植物遗传资源为作物育种和遗传研究提供广阔的遗传基础,然而资源庞大的数量也给植物遗传资源的收集、保存、研究和利用带来了困难。Frankel首先提出并与Brown等人完善了核心种质(core collection)的概念,即通过一定的方法从整个种质资源中选择一部分样本,以最小的资源数量和遗传重复,尽可能最大限度的代表整个资源的多样性。核心种质的提出,为遗传资源的研究和利用提供了崭新的解决途径。目前,已在多年生野生大豆、硬粒小麦、花生等20种植物上开展了核心种质研究。本围绕核心种质具有四个显特点即代表性、实用性、有效性、动态性,介绍在不同植物构建核心种质时,所利用的数据、分组原则及取样方法等,并介绍了核心种质的评价进展。通过比较发现,不同植物在构建核心种质各有区别,但是以根据地理来源分组,按聚类法取样为主。目前,对植物核心种质的研究,多处于取样策略的研究阶段。对建成的核心种质评价研究较少,主要集中在农艺性状遗传多样性方面的验证,而时分子水平的验证较少,构建的核心种质还有待于实践的检验。     

农作物种质资源登记区块链模型研究

农作物种质资源工作发展至今取得了巨大的成就,但也存在着农作物种质资源家底不清、共享利用效率不高及种质权属不清等问题,开展农作物种质资源登记工作能够有效解决以上问题.本研究从资源登记信息的流向角度出发,梳理了登记的整体工作流程,并结合区块链技术的优势,提出了农作物种质资源登记区块链网络模型.首先根据农作物种质资源登记的业...     

甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源调查与分析

调查、收集甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源,为甘肃抗逆农作物种质资源保护、研究、利用提供基础材料。2011～2013年采用查阅文献、访问和实地调查相结合的方法,对分布在甘肃干旱地区18个县(市、区)、48个乡(镇)、81个行政村的抗逆农作物种质资源的保存及利用现状进行了调查,并对种质进行了收集。共收集到粮食作物、经济作物、蔬菜及野生资源材料845份,分属16科46属62种,其中抗旱种质27份,耐盐碱种质4份,高抗锈病种质14份。 本文对调查地区抗逆农作物种质资源现状、消长情况及原因和调查、收集到的资源种类及其利用价值进行了分析,并对甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源的保护、开发和利用进行了讨论。     

植物遗传资源核心种质的构建及应用

本文解释了植物遗传资源核心种质的概念及特征;介绍了构建核心种质的一般程序,包括资料的收集与整理、分组方法、抽样方法、确定样品规模、核心种质的管理与利用;比较了多种评价方法;总结了近20年的研究工作,分析了核心种质的研究现状和在实践中的应用状况,预测了核心种质的应用前景。     

Generation Challenge Programme (GCP): standards for crop data

The Generation Challenge Programme (GCP) is an international research consortium striving to apply molecular biological advances to crop improvement for developing countries. Central to its activities is the creation of a next generation global crop information platform and network to share genetic resources, genomics, and crop improvement information. This system is being designed based on a comprehensive scientific domain object model and associated shared ontology. This model covers germplasm, genotype, phenotype, functional genomics, and geographical information data types needed in GCP research. This paper provides an overview of this modeling effort.     

基于SOA的农作物种质资源调查信息系统研究

在研究面向服务体系结构(SOA)基础上,采用价值链分析方法识别了农作物种质资源调查服务域,提出基于SOA的农作物种质资源调查信息系统体系结构参考模型,详述了参考模型的层次结构,定义了各个服务模块功能。该参考模型为系统进一步编码和实现奠定了基础。     

OTO: Ontology Term Organizer

Background

The need to create controlled vocabularies such as ontologies for knowledge organization and access has been widely recognized in various domains. Despite the indispensable need of thorough domain knowledge in ontology construction, most software tools for ontology construction are designed for knowledge engineers and not for domain experts to use. The differences in the opinions of different domain experts and in the terminology usages in source literature are rarely addressed by existing software.

Methods

OTO software was developed based on the Agile principles. Through iterations of software release and user feedback, new features are added and existing features modified to make the tool more intuitive and efficient to use for small and large data sets. The software is open source and built in Java.

Results

Ontology Term Organizer (OTO; http://biosemantics.arizona.edu/OTO/) is a user-friendly, web-based, consensus-promoting, open source application for organizing domain terms by dragging and dropping terms to appropriate locations. The application is designed for users with specific domain knowledge such as biology but not in-depth ontology construction skills. Specifically OTO can be used to establish is_a, part_of, synonym, and order relationships among terms in any domain that reflects the terminology usage in source literature and based on multiple experts’ opinions. The organized terms may be fed into formal ontologies to boost their coverage. All datasets organized on OTO are publicly available.

Conclusion

OTO has been used to organize the terms extracted from thirty volumes of Flora of North America and Flora of China combined, in addition to some smaller datasets of different taxon groups. User feedback indicates that the tool is efficient and user friendly. Being open source software, the application can be modified to fit varied term organization needs for different domains.     

中国作物种质资源多样性

本文综述了中国作物种质资源的物种多样性和遗传多样性。按农艺学和用途可将中国作物分为8大类即粮食作物、经济作物、蔬菜作物、果树作物、饲用和绿肥作物、花卉作物、药用作物和林木作物。汇集了中国作物总计有840种（类）,涉及栽培物种1251个和野生近缘植物物种3308个,它们隶属176个科和619个属,这充分说明中国作物种质资源物种多样性相当丰富。依据中国作物的类型或变种多和性状变异幅度大,阐明了中国作物种质资源遗传多样性十分丰富。为中国作物种质资源的收集、保护、高效利用、创新、分类和遗传研究奠定了坚实基础,为生物多样性保护提供了科学依据。     

山东省沿海地区农作物种质资源调查与分析

2008年至2011年对分布在山东省沿海地区34个县（市、区）82个乡（镇）132个行政村的农作物种质资源进行了调查,共收集粮食作物、经济作物、蔬菜、果树地方品种及野生资源材料848份,分属15科39属54种。本文对调查地区农作物种质资源现状、消长情况及原因和调查、收集到的资源种类及其利用价值进行了分析,并对山东省沿海地区农作物种质资源的保护、开发和利用进行了讨论。