花卉辐射诱变育种信息数据库的设计

唐裴 王丹

摘要 阐述了花卉辐射诱变育种信息数据库的设计目标、组成及详细信息，概述了该数据库的设计与实现过程，并以鹤望兰为例对数据库的实践运行进行了展示。

关键词 设计目标；组成；详细信息；数据库

中图分类号 S-058 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2018）32-0195-08

Design of Information Database of Flower Radiation Mutagenesis Breeding

TANG Pei， WANG Dan （School of Life Science and Engineering， Southwest University of Science and Technology，Mianyang，Sichuan 621010）

Abstract We expounded the design goal，composition and detailed information of the flower radiation mutagenesis breeding information database，and summarized design and implementation process of the database.The operation of the database was demonstrated by taking the strelitzia reginae as an example.

Key words Design goal；Constitute；Detailed information；Database

作者简介 唐裴（1989—），女，四川绵阳人，硕士研究生，研究方向：花卉輻射诱变育种。*通讯作者，教授，博士，从事花卉辐射诱变育种研究。

收稿日期 2018-09-19

辐射诱变育种是一种有效的变异育种手段，在花卉品种培育与改良中显示了相当重要的作用和令人瞩目的前景[1]。而在育种过程中积累了大量信息与试验数据，采用人工管理方法进行管理已经完全无法满足育种工作的需求。利用数据库技术与信息处理技术及时准确地对这些数据进行保存、管理和分析处理，能够更加充分地发掘其中包含的重要信息，从而为亲本选配、后代选择及品系的选留和推广提供依据。因此，应用信息技术分析和处理花卉育种数据对育种信息管理和研究具有重要意义。在育种工作中应用高效实用的信息处理方法可使数据资源的管理与应用更加科学化和规范化，从而提高种质资源的实际利用率，加快种子培育的进程。

“花卉辐射诱变育种（资源）信息数据库”为四川省辐射诱变技术育种平台下由西南科技大学生命科学与工程学院负责建设的数据库，该数据库的主要功能是调查、整理和发布四川乃至世界范围内花卉辐射诱变植物种质资源，基本查清世界范围，重点是国内及省内已开展花卉辐射诱变育种的开展单位、辐照资源、辐照材料种类、辐照源及辐照剂量、剂量率、分析检测鉴定技术、创新花卉种质资源的数量、性状特征、地理分布和栽培利用等情况，建立花卉辐射诱变种质资源及技术数据库，并实现数据库信息的数字化共享。

目前国内外在数据库管理系统和统计分析软件开发方面的研究报道较多，但二者大多是分离的，而把它们统一结合起来并应用到花卉育种中的研究鲜有报道[2-3]。为此，提出了花卉育种信息处理系统的设计构想。系统以花卉育种数据为研究对象，针对花卉的发展及管理现状，借鉴国内外农业信息管理的成功经验[4-5]，遵循合理性、实用性、扩展性等设计原则，将信息处理技术与数据库技术相结合，集数据管理、分析功能为一体，实现花卉育种信息的及时管理，增强育种数据处理的时效性与准确性，为育种工作者提供一个化繁为简的信息处理系统，以帮助育种工作者提高育种效率，实现育种数据的高度共享和高效应用。

1 设计目标

①应用花卉种类、诱变源种类（包括复合诱变）、繁殖种类等重要特征属性建立辐射育种数据库；②构建数据管理子系统，实现数据的录入、编辑、存储、输出、查询等功能；③构建统计分析子系统，提供简洁直观、易懂易用的数据显示界面，用户按照屏幕提示就能进行各种数据处理与分析，并提供所需的相关信息，提高数据管理的分析水平；④实现数据库与统计分析子系统数据的相互调用功能，包括对育种数据库中数据的提取、统计分析结果保存等，用户可以从数据库中获取数据来完成数据分析处理操作，并且可以将分析结果转化为相应的数据库文件存放到数据库中。

2 数据库组成

①主要花卉种类及分类：一年、二年生花卉，宿根花卉，球根花卉，水生花卉，木本花卉等；②辐射技术：辐照源和辐照剂量及其与其他诱变技术结合；③突变体检测、鉴定技术；④育成花卉种质资源特性及分布；⑤查询点：花卉种类、诱变源种类（包括复合诱变）、繁殖种类。

3 数据库信息

3.1 总体信息 ①以花卉种类为主，以列表方式显示花卉植物已开展的辐射诱变育种概况：花卉种类、品种、辐射源、辐射剂量、辐射剂量率、辐照繁殖体、植物培养方式、辐照后生长表现、辐照后突变体等特性、适宜辐照剂量推荐、参考文献出处；②按照上述花卉种类进行分类，反映花卉辐射敏感性；花卉辐射诱变品种名录：育成品种名称、花卉种类、育成单位、育成人员、品种特性、品种图片、信息来源链接；③花卉辐射诱变优异种质资源名录：优异突变体名称、花卉种类、育成单位、育成人员、品种特性、品种图片、信息来源链接。

3.2 具体信息 ①花卉基本信息：中文名称、别名、学名（英文名）、分类地位、基本特征、分布区域、主要用途；②图片信息：手绘图+观赏部位为主的彩图；③辐射诱变处理信息：辐射诱变育种单位、育种人员、联系方式、期刊名称与发表时间、链接原文（或原文列表）；辐射诱变处理信息：辐射源种类、辐射剂量、剂量率、处理植物材料种类（繁殖体）、植物培养方式；辐射诱变结果信息：辐射后植物生长状况、生理生化、遗传学特征、突变体数量、比例、突变性状特性、育成品种特性；突变体检测信息：外观性状、解剖性状、同工酶、染色体性状、细胞分裂、分子生物学等；辐射诱变与其他措施结合信息[6-8]。

4 数据库设计及实现 [9-10]

4.1 样表中英文对照 中英文对照见表1。

4.2 实体关系图 实体关系及逻辑思路见图1。由图1可知，数据库的操作、记录分为6个板块。在植物进行辐射诱变前，做好植物信息（plant_info）收集，记录植物编号、中英文名称、别名、属类、基本特征、主要用途等。在进行辐射诱变时（radiation_mutagenic_treatment），应记录诱变植物的ID、辐射来源、辐射剂量、剂量率、处理方式；同时添加到数据库中的内容还包含诱变信息（mutagenic_info）、植物诱变（plant_mutagenic）。在诱变完成后，应记录基因突变检测（mutant_detection），其中检测的信息包含植物编号、外观特征、染色体特征、细胞分裂等。最后记录辐射结果（radiation_results）。

4.3 各个数据在数据库中对应关系

4.3.1 详细信息。详细信息表包含植物信息的中文名称、分类地位、别名、英文名称、学名、基本特征、分布区域、基本用途（图2），其中对应关系见表2。

4.3.2 辐射诱变处理信息。通过诱变处理信息表记录辐射诱变处理信息（图4）：辐射源种类、处理植物材料种类、辐射剂量、植物培养方式、剂量率，其中对应关系见表4。

4.3.3 诱变单位信息。诱变单位信息表包含诱变单位、诱变人员、联系方式、期刊名称、发表时间、原文链接（图5），其中对应关系见表5。

4.3.4 突变体检测信息。记录突变体检测信息：外观性状、解剖性状、同工酶、染色体性状、细胞分裂、分子生物学（图6）。

4.3.5 辐射诱变结果信息。记录辐射诱变结果信息：辐射后植物生长情况、生理生化、遗传学特征、突变体数量、比例、突变体性状特征、育成品特性（图7），其中对应关系见表6。

4.4 数据库介绍

4.4.1 数据库主页。进入数据库主页（图8），其中包含相关链接（中国植物图像库、中国植物物种植物信息数据库、中国植物志、中国数字植物标本馆、中国植物网），用户可以通过该页面进行登录、注册查找。

4.4.2 花卉信息查询方式。该数据库可以按繁殖种类、花卉种类、诱变源种类3个方面进行分类查找（图9）。

4.4.3 用户注册、登录数据库。

（1）通过主页进行用户注册，对不同的用户可以分配不同的权限（图10），其中对应关系见表7。

（2）注册完成后可以进行登录，根据注册的类型，划分不同的角色权限，例如admin用户与一般普通用户（图11），其中对应关系见表8。

5 鹤望兰数据库实践运行

5.1 数据库查询 从主页中通过花卉种类查找（图9）。

5.2 查询结果 记录的花卉信息会以查询结果显示（图12），其中显示项包含编号、中文名称、彩绘图、手绘图、辐射源、详细信息，还可以进行删除操作。

5.3 花卉详细信息查看 图13为查询的详细信息，中文名称：鹤望兰；科目：旅人蕉科；别名：天堂鸟、快乐鸟；英文名称：Strelitzia reginae Aiton；学名：鹤望兰；基本特征：鹤望兰旅人蕉科多年生草本植物，无茎；叶片长圆状披针形，长25～45 cm、宽10 cm；叶片顶端急尖；叶柄细长；花朵生于总花梗上，下托一佛焰苞；佛焰苞绿色，边紫红，萼片橙黄色，花瓣暗

蓝色；雄蕊与花瓣等长；花药狭线形，花柱突出，柱头3；花期在冬季；原产于非洲南部，中国南方大城市的公园、花圃有栽培，北方则为温室栽培；鹤望兰四季常青，叶大姿美，花形奇特，可丛植于院角，用于庭院造景和花坛、花境的点缀；分布区域为非洲南部、美国、德国、意大利、荷兰、菲律宾、中国。鹤望兰四季常青，植株别致，具清晰、高雅之感。鹤望兰花期可达100 d左右，每朵花可开13～15 d，1朵花谢，另1朵相继而开。切花瓶插可达15～20 d，插花多用自然式插花，将2支鹤望兰高低搭配，在其他花配叶的衬托下，相偎相依，似一对热恋中的情侣在互诉衷肠，是室内观赏的佳品。在中国南方地区如福建、广东、海南、广西、香港和澳门等地，鹤望兰可丛植于院角，用于庭院造景和花坛、花境的点缀。

5.4 诱变单位信息 通过诱变单位信息可以得知诱变人员、联系方式、期刊名称、发表时间、原文鏈接（图14）。

6 结语

花卉育种信息系统的最大特点在于将数据管理和数据统计分析功能集为一体，实用性强。使用该系统可完成花卉育种工作中各种常用的数据管理和数据处理工作，克服了以往软件系统需在几个软件间往复切换来完成数据处理所造成的麻烦和由于数据与处理系统分离造成的数据查询获取上的困难。另外，该系统的统计分析子系统可以直接提取数据库中的育种数据，统计分析结果也可以得到高效的保存和再利用，系统的这些处理方式有效地提高了数据的利用效率和共享性，为育种工作提供了一种更为高效、实用的数据处理方式。

参考文献

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[3] 于涌鲲，缪小燕，高飞.中外农业信息管理现状研究[J].情报科学，2004，22（9）：1149-1151.

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[6] 王丹，任少雄，苏军，等.核技术在观赏植物诱变育种上的应用[J].核农学报，2004，18（6）：443-447.

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[9] 万川梅，钟璐，杨菁，等.MySQL数据库应用教程[M].北京：北京理工大学出版社，2017.

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