中國種業正面臨，前所未有的機遇與挑戰。隨著第四次工業革命的進行，數字化時代即將來臨。數字計算機應用，已經輻射到種植行業。

能否完成數字化轉化工作，成為未來發展的重要影響因素。電子計算機和生物工程的發明和應用，是人類文明第三次科技革命的主要標誌。

現代資訊科技和生物技術，是構建現代化作物

育種平臺

的根本方法。大資料是與材料和能源一樣，重要的新型戰略資源。資訊化是育種的主流趨勢和必然選擇。

而資訊化育種平臺較少，嚴重製約了

中國現代種業的發展。

在大資料背景下，推動作物育種由

3.0時代的設計育種

，轉變為4。0時代的資訊化育種。這是

農業育種機構

，近期面臨的關鍵問題。

本文以促進育種效率提升，解決資訊化育種存在的

主要問題

，規劃出可行的資訊化育種實施策略為

研究重點。

一、

資訊化在育種中的應用

1

、

種質資源管理

種質資源管理工作，對於作物育種來說是一項

基礎性工作。

傳統種質資源管理耗費大量人力物力。資訊資料收集緩慢。且

資源庫資訊傳遞

，易受種質管理人員流動的影響。

採用資訊科技對種

質資源進行管理，

可以實現種質資源快速查詢

、高效利用。

上海農業生物基因中心建立的種質資源庫管理資訊系統，為農作物准入、品種權執法提供

技術支撐。

2、

資料採集

育種親本性狀調查與比較、後代室內考種，以及實驗室檢測等

各個環節

，都要大量採集資料。傳統資料獲取的方法勞動強度大、時間長、

操作要求高

，易受

主觀因素影響，

限制育種規模化發展。

傳統的資料採集方式，在短時間內很難準確對試驗點資料進

行分析和比較。

目前許多國家已開始將

現代資訊科技

、感測技術、自動化技術，應用到育種中。

並開發出一系列，適用於育種環節的智慧檢測輔助儀器裝置。依託資訊化智慧化

產品裝置

，

可以減少勞動強度、降低投入成本。

提高育種效率

，加速育種程序。同時數字影象處理技術在病害診斷、子粒發芽監測等方面，應用日益廣泛。採用先進的影象

掃描技術

，可以準確地獲得農作物的

形貌特徵資料

。

3、

系譜分析

近年審定農作物品種，普遍存在

遺傳背景狹窄、

遺傳多樣性不夠豐富的問題。多數品種親緣關係較近，在育種中迫切需要引入新的

種質資源，

拓寬遺傳背景。

系譜圖

記載了家族各世代成員及

親屬關係

，是指導雜交育種和親本選配的

基礎資訊。

在傳統育種中，系譜圖透過

手繪

或普通電腦作圖軟體查詢繪製，繁瑣且費時費力。

利用資訊化資料設計系譜圖

繪製軟體

，可快速輕鬆獲得系譜圖，為雜交育種和親本選配

提供詳細資料。

4、

試驗設計

常用的數理統計軟體如

DPS、SPSS、SAS

等，已具備試驗設計功能。Design Expert等專業試驗設計軟體，可透過兩級因子篩選設計、一般因子研究、混合物設計技術以及分割圖設計和分析等功能，幫助操作者

提高試驗速率。

5、

參試程序管理

農作物品種審定

，需要經過申請和受理、品種試驗、審定與公告等環節。其中品種試驗包括

區域試驗

、

生產試驗

和

DUS測試

3部分。

對於育種單位來說，品種參試步驟繁多，且涉及智慧財產權責任重大。所以

程序管理

，變得十分重要。

近年來隨著

改革的深入

，國家農業部門拓寬了試驗渠道、簡化了試驗程式、縮短了試驗審定時間。

面對諸多的作物型別和

大量湧現的新品系

，迫切需要專業的資訊化平臺，對品系參試程序進行

記錄、稽核、跟蹤管理

。

二、

資訊化育種實施步驟和要點

1、

育種軟體的應用和軟體開發

國際種業巨頭紛紛採用現代資訊科技開展智慧育種，加快

“經驗育種”

向

“精確育種”

的轉變。目前市場上的主流商業化育種軟體產品有10餘種。

國內僅有金種子育種平臺和農博士兩款。託普雲農公司開發的

種質資源庫管理系統

（TPZY-CV2。0），主要用於作物種質及中間材料等種質資源的

資訊化管理。

作為育種機構，目前可以先引進一些有成功案例的

育種軟體

，或資訊管理系統進行應用。例如農博士育種家軟體V1。0、資料採集系統及

條碼印表機

。

僅需16萬元左右就可以完成單個作物育種課題組的

資訊化育種管理

。在今後可以根據實際需要，利用R語言等開源軟體，設計和開發有自主智慧財產權的

育種軟體和資料平臺。

2、

管理規範化與流程資訊化相互促進

無論是育種企業還是

政府育種機構

，行政管理規範化都是促進資訊化的有效手段。例如在育種品系參試申報和植物新品種

保護申報過程

中，都需要

加蓋單位公章

。

在這個過程中，可以將資訊化的工作落實到各育種課題，保證所有籤批事項中所涉及的資訊均已錄入

資訊管理系統

。從品種試驗資訊管理，到種質資源庫管理再到產業化跟蹤管理循序漸進，實現作物育種

全流程資訊化。

3、

資訊化人才的引進和培養

作物育種資訊化的實施，需要有既懂作物育種又懂計算機科學的

複合型人才

。在對育種資訊進行

採集和整理

的過程中，能夠熟練使用

育種軟體

。

並且還需要實現各種自動化採集裝置的

資料對接。

目前多數應用型農業科研機構，缺乏此類

複合型人才

。

省級以上

科研院所

，

擁有的生物資訊學專業人才

側重基礎研究，

在品種選育方面缺乏足夠的經驗。

因此應在今後的

人才培養過程

中，重視原有育種人員的資訊科技培養。使其在原有

育種經驗的基礎

上，能熟練掌握資訊化技巧，推進資訊科技在作物育種中普及。

4、

資訊共享與交流

資料公開、軟體開源與資料共享，已經成為了科技發展的

重要潮流

。為促進作物育種創新，育種機構應該抓住中國種業大資料平臺等免費數

據平臺的利好。

在品種推廣和智慧財產權保護方面掌握

實際動態

。在育種資料資源得到有效保護和安全管理的前提下，與其他育種機構實施

資訊共享與互通

。

隨著

感測器技術、物聯網技術

和

農業資訊服務技術

的不斷髮展，資訊化技術在育種中的作用日益明顯。透過構建資訊化種質資源資料庫，摸清

“家底”。

將親本選擇、材料組配、試驗管理、資料採集、遺傳分析、產業化應用等環節高效銜接。可以實現

育種全程

，數字化、一體化。與現有

育種形式

相比，可以節約資源、降低成本，是構建現代化作物育種平臺的

根本途徑。