高通量下水稻育种网络信息管理系统

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第30卷 第7期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.7

2014年 4月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2014 155

高通量下水稻育种网络信息管理系统

（华中农业大学工学院，武汉 430070）

高 云，何志龙，李小昱※，黎 煊，周小军，张 辉

摘 要：高通量水稻种植试验以及表型现象检测是水稻分子遗传育种研究中的重要步骤。针对种植试验中容易大量存在的育种信息记录错误、延迟、整合繁琐、查询困难、共享不便等问题，设计了基于RFID、数据库和网络技术的水稻育种网络信息管理系统。该系统以水稻种植试验为研究对象，通过RFID电子标签实现水稻盆栽的实时标识；建立网络信息管理系统对种植水稻信息进行远程访问和操作；并针对水稻突变体库的多代种植，提出了水稻种植家系可追溯的数据管理方法，实现水稻家系的自动追溯和家系树的自动生成。种植区试验证明系统能可靠记录入场水稻盆栽信息，并有出错提示功能；能实现水稻盆栽在种植区位置的自动分配及跟踪管理。系统远程访问、操作，管理正常运行，，有效地提高了水稻遗传育种试验的效率。 关键词：信息系统；计算机网络；数据库；RFID；水稻育种 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.07.018

中图分类号：TN915 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-07-0155-08

高 云，何志龙，李小昱，等. 高通量下水稻育种网络信息管理系统[J]. 农业工程学报，2014，30(7)：155－162.

Gao Yun, He Zhilong, Li Xiaoyu, et al. Research of network information management system for high-throughput rice breeding[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(7): 155－162. (in Chinese with English abstract)

0 引 言

近年来，关于遗传育种的研究已从传统的常规育种技术进入依靠生物技术育种阶段，研究内容也从单个基因的测序转为有计划、大规模地检测水稻等重要生物体的基因图谱。要实现水稻分子遗传育种的目标，首要任务是了解、选择群体细胞的生理生化特性以及与之相对应的表型现象，也就是要确定植物群体实际基因或基因片段的表达与表型现

高通量的水稻种植试验成为象的内在关联程度[1-8]。

表型现象验证的重要手段。大规模、高效率的分子遗传育种技术试验平台是实现高通量分子遗传育种试验的关键环节。温、湿度自动调节的现代化温室以及全自动化的水稻种植、栽培、输送、检测试验环境的建立是保证高通量分子遗传育种试验完成的基础条件。

收稿日期：2013-04-13 修订日期：2014-02-26

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助（2013PY052）；国家自然科学基金（61007058）

作者简介：高 云（1974－），女（汉），湖北鄂州，副教授，硕士，农业智能检测与控制。武汉 湖北省武汉市洪山区华中农业大学工学院，430070。Email: angelclouder@ 中国农业工程学会会员（E041700006M）

※通信作者：李小昱（1953－），女（汉），陕西西安，教授，博士生导师，智能化检测技术。武汉 湖北省武汉市洪山区华中农业大学工学院，430070。Email: lixiaoyu@ 中国农业工程学会高级会员（E041200068S）

目前，RFID（radio frequency identification

devices）技术、网络化信息管理及数据库技术在农业领域的应用较广泛，三者相结合主要应用于农田信息采集[9-12]、食品存储监测及安全跟踪[13-19]、畜禽养殖监测[20-23]等方面。关于采用编码的方法结合数据库技术对农业中的动、植物进行标识、溯源和建模方面的研究也有报道[24-27]。其在农作物育种方面的研究则主要涉及育种参数统计分析，育种遗传过程的计算机数学模型，农作物育种专家系统，种质资源数据库和育种信息管理等方面。由于长期以来农作物育种信息采用人工方式记录管理，在育种试验量不大时，信息管理需求方面的矛盾并未突显，因此国内关于农作物育种信息管理和数据库方面的研究报导较少[28-30]。随着分子遗传育种试验的中信息量的倍增，如何运用计算机技术对育种试验信息进行科学、高效的管理成为一个亟待解决的问题。

本文以高通量水稻种植试验为研究对象，在已有的温室水稻盆栽自动化输送设备基础上，结合RFID技术、网络化信息管理及数据库技术，研究水稻的遗传育种试验中种植试验信息的管理方案，针对水稻的突变体库的特点，提出了水稻种植试验家系可追溯的数据管理方法，实现水稻家系的自动追溯和家系树的自动生成。该研究有效解决了高通量下育种种植试验的信息量大、管理复杂的问题，提高了试验效率。对于其他与水稻相类似农作物育

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