物种起源：数字化时代背景下，信息化育种，逐渐成为时代发展趋势

来源：农夫态文化

中国种业正面临，前所未有的机遇与挑战。随着第四次工业革命的进行，数字化时代即将来临。数字计算机应用，已经辐射到种植行业。

能否完成数字化转化工作，成为未来发展的重要影响因素。电子计算机和生物工程的发明和应用，是人类文明第三次科技革命的主要标志。

现代信息技术和生物技术，是构建现代化作物育种平台的根本方法。大数据是与材料和能源一样，重要的新型战略资源。信息化是育种的主流趋势和必然选择。

而信息化育种平台较少，严重制约了中国现代种业的发展。在大数据背景下，推动作物育种由3.0时代的设计育种，转变为4.0时代的信息化育种。这是农业育种机构，近期面临的关键问题。

本文以促进育种效率提升，解决信息化育种存在的主要问题，规划出可行的信息化育种实施策略为研究重点。

一、信息化在育种中的应用

1、种质资源管理

种质资源管理工作，对于作物育种来说是一项基础性工作。传统种质资源管理耗费大量人力物力。信息数据收集缓慢。且资源库信息传递，易受种质管理人员流动的影响。

采用信息技术对种质资源进行管理，可以实现种质资源快速查询、高效利用。上海农业生物基因中心建立的种质资源库管理信息系统，为农作物准入、品种权执法提供技术支撑。

2、数据采集

育种亲本性状调查与比较、后代室内考种，以及实验室检测等各个环节，都要大量采集数据。传统数据获取的方法劳动强度大、时间长、操作要求高，易受主观因素影响，限制育种规模化发展。

传统的数据采集方式，在短时间内很难准确对试验点数据进行分析和比较。目前许多国家已开始将现代信息技术、传感技术、自动化技术，应用到育种中。

并开发出一系列，适用于育种环节的智能检测辅助仪器设备。依托信息化智能化产品设备，可以减少劳动强度、降低投入成本。

提高育种效率，加速育种进程。同时数字图像处理技术在病害诊断、子粒发芽监测等方面，应用日益广泛。采用先进的图像扫描技术，可以准确地获得农作物的形貌特征数据。

3、系谱分析

近年审定农作物品种，普遍存在遗传背景狭窄、遗传多样性不够丰富的问题。多数品种亲缘关系较近，在育种中迫切需要引入新的种质资源，拓宽遗传背景。

系谱图记载了家族各世代成员及亲属关系，是指导杂交育种和亲本选配的基础信息。在传统育种中，系谱图通过手绘或普通电脑作图软件查询绘制，繁琐且费时费力。

利用信息化数据设计系谱图绘制软件，可快速轻松获得系谱图，为杂交育种和亲本选配提供详细资料。

4、试验设计

常用的数理统计软件如 DPS、SPSS、SAS 等，已具备试验设计功能。Design Expert等专业试验设计软件，可通过两级因子筛选设计、一般因子研究、混合物设计技术以及分割图设计和分析等功能，帮助操作者提高试验速率。

5、参试进程管理

农作物品种审定，需要经过申请和受理、品种试验、审定与公告等环节。其中品种试验包括区域试验、生产试验和DUS测试3部分。

对于育种单位来说，品种参试步骤繁多，且涉及知识产权责任重大。所以进程管理，变得十分重要。近年来随着改革的深入，国家农业部门拓宽了试验渠道、简化了试验程序、缩短了试验审定时间。

面对诸多的作物类型和大量涌现的新品系，迫切需要专业的信息化平台，对品系参试进程进行记录、审核、跟踪管理。

二、信息化育种实施步骤和要点

1、育种软件的应用和软件开发

国际种业巨头纷纷采用现代信息技术开展智能育种，加快“经验育种”向“精确育种”的转变。目前市场上的主流商业化育种软件产品有10余种。

国内仅有金种子育种平台和农博士两款。托普云农公司开发的种质资源库管理系统(TPZY-CV2.0)，主要用于作物种质及中间材料等种质资源的信息化管理。

作为育种机构，目前可以先引进一些有成功案例的育种软件，或信息管理系统进行应用。例如农博士育种家软件V1.0、数据采集系统及条码打印机。

仅需16万元左右就可以完成单个作物育种课题组的信息化育种管理。在今后可以根据实际需要，利用R语言等开源软件，设计和开发有自主知识产权的育种软件和数据平台。

2、管理规范化与流程信息化相互促进

无论是育种企业还是政府育种机构，行政管理规范化都是促进信息化的有效手段。例如在育种品系参试申报和植物新品种保护申报过程中，都需要加盖单位公章。

在这个过程中，可以将信息化的工作落实到各育种课题，保证所有签批事项中所涉及的信息均已录入信息管理系统。从品种试验信息管理，到种质资源库管理再到产业化跟踪管理循序渐进，实现作物育种全流程信息化。

3、信息化人才的引进和培养

作物育种信息化的实施，需要有既懂作物育种又懂计算机科学的复合型人才。在对育种信息进行采集和整理的过程中，能够熟练使用育种软件。

并且还需要实现各种自动化采集设备的数据对接。目前多数应用型农业科研机构，缺乏此类复合型人才。省级以上科研院所，拥有的生物信息学专业人才侧重基础研究，在品种选育方面缺乏足够的经验。

因此应在今后的人才培养过程中，重视原有育种人员的信息技术培养。使其在原有育种经验的基础上，能熟练掌握信息化技巧，推进信息技术在作物育种中普及。

4、信息共享与交流

数据公开、软件开源与数据共享，已经成为了科技发展的重要潮流。为促进作物育种创新，育种机构应该抓住中国种业大数据平台等免费数据平台的利好。

在品种推广和知识产权保护方面掌握实际动态。在育种数据资源得到有效保护和安全管理的前提下，与其他育种机构实施信息共享与互通。

随着传感器技术、物联网技术和农业信息服务技术的不断发展，信息化技术在育种中的作用日益明显。通过构建信息化种质资源数据库，摸清“家底”。

将亲本选择、材料组配、试验管理、数据采集、遗传分析、产业化应用等环节高效衔接。可以实现育种全程，数字化、一体化。与现有育种形式相比，可以节约资源、降低成本，是构建现代化作物育种平台的根本途径。