種質(zhì)資源庫(kù)數(shù)字化建設(shè)方案

1、 種質(zhì)資源庫(kù)數(shù)字化建設(shè)方案1前言1.1背景農(nóng)作物育種是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要保障，良種對(duì)增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)35%以上國(guó)家十二五規(guī)劃：種植業(yè)總體規(guī)劃為：保護(hù)耕地，主要農(nóng)產(chǎn)品滿足需求。糧食方面，我國(guó)耕地面積持續(xù)減少，農(nóng)作物中心十二五規(guī)劃：針對(duì)育種環(huán)節(jié)，開展種質(zhì)資源綜合數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)模型研究，開發(fā)育種方案計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，結(jié)合田間育種業(yè)務(wù)流程，開發(fā)系列化相對(duì)配套完備的品種認(rèn)知和田間育種過(guò)程信息化軟硬件裝備目前育種過(guò)程中，大量的工作需要人工完成，育種成為一項(xiàng)繁重的科研勞動(dòng)。因此，迫切需要高效、專用的育種輔助工具項(xiàng)目目標(biāo)種質(zhì)的保藏，包括育成品種和本地重要的育種中間材料；為育種者提供具有育種價(jià)值的親本，包括親

2、本的名稱、來(lái)源地、育成時(shí)間、主要特性等.2業(yè)務(wù)分析概述保存種子的種質(zhì)基因庫(kù)又叫種子庫(kù)，其保存條件涉及種子生理代謝的各種條件，可保存的時(shí)間長(zhǎng)短依種類不同而異，一般保存在5或更低溫度條件下，或保存含水量為5%7%的種子于密閉容器中，或保存種子于相對(duì)濕度低于20%的條件下，亦可將種子保存在液態(tài)氮中(-196)。有生命活力的種子都要進(jìn)行生理代謝，所以種子的保存時(shí)間還是有限的，需要定期進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)種子的發(fā)芽率低于20%時(shí)，就需要更新種子。我國(guó)的農(nóng)作物種質(zhì)資源材料分兩級(jí)保存。長(zhǎng)期保存的材料由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物品種資源研究所的長(zhǎng)期庫(kù)貯存。中期保存的材料由各地方農(nóng)業(yè)科學(xué)院（所）或中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院有關(guān)研究所的中期

3、庫(kù)保存。長(zhǎng)期庫(kù)向各中期庫(kù)提供更新用種；各中期庫(kù)除向長(zhǎng)期庫(kù)提供貯存種子外，還向育種者提供研究材料。短期庫(kù)可作為各省市種子公司用以保存優(yōu)良種子的庫(kù)房。普通種子庫(kù)為保存第二年生產(chǎn)用種的庫(kù)房貯藏環(huán)境（主要指溫度和濕度）對(duì)種子的壽命影響很大。根據(jù)庫(kù)內(nèi)溫、濕度環(huán)境的不同，種子貯藏建筑可分為4類:長(zhǎng)期貯藏庫(kù)，溫度一10以下，相對(duì)濕度30%左右，貯藏期為30年以上；中期貯藏庫(kù)，溫度05,相對(duì)濕度3040%,貯藏期為15年左右；短期貯藏庫(kù)，溫度1015,相對(duì)濕度5060%,貯藏期為35年；普通種子庫(kù)，采用自然或機(jī)械通風(fēng)調(diào)節(jié)庫(kù)內(nèi)溫度，種子貯藏期為1年。長(zhǎng)期貯藏庫(kù)和中期貯藏庫(kù)屬于種質(zhì)資源庫(kù)。當(dāng)采用密封的盒或罐包裝種

4、子時(shí),貯藏庫(kù)的濕度可不控制。貯藏室的建筑設(shè)計(jì)和施工要求主要包括以下各項(xiàng)：保持低溫、干燥環(huán)境。為阻止外界熱氣流、水蒸汽侵入貯藏室而影響室內(nèi)溫、濕度的相對(duì)穩(wěn)定性,貯藏室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（地面、墻體、頂棚）應(yīng)設(shè)置隔氣層和絕熱層,并使兩者緊密連接,防止出現(xiàn)冷橋。貯藏室平面宜設(shè)計(jì)成方形，每間面積宜控制在2050平方米。面積過(guò)大,溫、濕度不易控制;面積過(guò)小,則人體的散熱也會(huì)引起溫、濕度變化。當(dāng)貯藏室有兩種以上溫、濕度要求時(shí),可采用“回”字形套間作法,即短期貯藏室在外層,中期貯藏室在中層,長(zhǎng)期貯藏室包在內(nèi)層,以縮小貯藏室內(nèi)外的溫、濕度差，提高隔熱、防濕性能，從而節(jié)省能耗。貯藏室的位置盡量避免陽(yáng)光直射。防止地下土壤

5、凍脹引起破壞作用。當(dāng)貯藏室溫度低于0、地基土為凍脹性土?xí)r,土壤中的水分凍結(jié)會(huì)產(chǎn)生凍脹破壞力,嚴(yán)重時(shí)能使墻、柱的基礎(chǔ)抬起,造成結(jié)構(gòu)破壞。為此,應(yīng)在地坪下設(shè)置絕熱層和隔氣層,并需采用通風(fēng)加熱或通熱油管加熱等方法，提高土溫，防止土壤凍脹。防止熱濕交換時(shí)產(chǎn)生的破壞作用。開啟貯藏室外門時(shí),室內(nèi)外空氣進(jìn)行熱濕交換,極易引起室內(nèi)墻壁表面產(chǎn)生凝結(jié)水或冰霜。為此,應(yīng)選擇防水性、抗凍性強(qiáng)的建筑材料,并應(yīng)在出入口設(shè)置緩沖間。輔助用房建筑中的干燥間和干燥工作室以及發(fā)芽室在建筑上也有特殊要求。種子在貯藏前,需要在干燥間進(jìn)行干燥處理,以降低種子含水量。烘干種子的溫度因作物種類而異,谷類作物一般為355。在采用干燥箱烘干種

6、子時(shí)可不設(shè)干燥間，而將干燥箱布置在干燥工作室內(nèi)。干燥工作室的溫度一般為20,相對(duì)濕度為30左右，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采取絕熱和隔氣措施。為檢查種子的發(fā)芽力,每隔510年要將種子在發(fā)芽室進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。恒溫發(fā)芽溫度為20；變溫發(fā)芽即在一晝夜內(nèi)采用不同溫度處理，一般是在20下處理1618小時(shí)，30下處理68小時(shí)，溫度的轉(zhuǎn)變應(yīng)在1520分鐘內(nèi)完成。發(fā)芽室內(nèi)的空氣濕度宜控制在9095%。墻壁和頂棚應(yīng)是一個(gè)封閉的防潮層，防止室內(nèi)的高濕氣體滲入圍護(hù)結(jié)構(gòu)。庫(kù)內(nèi)空調(diào)品種資源庫(kù)的空調(diào)設(shè)計(jì),應(yīng)著眼于創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定而有規(guī)則的可控環(huán)境，同時(shí)能節(jié)約能源和充分發(fā)揮設(shè)備效能。各室又有不同的要求：貯藏室空調(diào)。其空氣處理系統(tǒng)常由壓縮冷凝機(jī)

7、組、直接蒸發(fā)式表冷器和除濕設(shè)備等組成，集中安裝在機(jī)房?jī)?nèi)，通過(guò)管道、調(diào)節(jié)閥、送回風(fēng)口等設(shè)施來(lái)處理庫(kù)內(nèi)空氣。送入貯藏室的低溫、干燥空氣應(yīng)分布均勻，不能形成渦流。因此，常采用上部送風(fēng)、下部回風(fēng)的方式。在機(jī)房?jī)?nèi)或附近設(shè)有控制室，可通過(guò)儀表監(jiān)測(cè)或記錄貯藏室的溫、濕度。干燥間和干燥工作間空調(diào)。通常設(shè)置恒溫、恒濕空調(diào)機(jī)組，并配有冷凍除濕機(jī)。該室除設(shè)置自動(dòng)控制裝置外，還應(yīng)隨時(shí)檢查種子干燥過(guò)程中溫度的變化，以防溫度自動(dòng)控制裝置發(fā)生故障而影響干燥，損傷種子。發(fā)芽室空調(diào)。常采用柜式恒溫、恒濕機(jī)組，該機(jī)組由壓縮冷凝機(jī)組和空調(diào)器兩部分組成?？照{(diào)器配有通風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、電極加濕器、空氣過(guò)濾器以及自動(dòng)控制裝置等。機(jī)組置于發(fā)芽

8、室隔壁的小間內(nèi)，通過(guò)管道處理室內(nèi)空氣條件以滿足種子發(fā)芽的要求。安全性需從防震、防水、防火、防意外事故等方面來(lái)考慮。保障材料的安全,避免被人偷竊，損毀等.若考慮防暴雨排水，則一般冷庫(kù)應(yīng)高出地面1山左右。建庫(kù)地址周圍不能有燃料倉(cāng)庫(kù)、危險(xiǎn)化學(xué)品庫(kù)。種質(zhì)庫(kù)建筑周圍必須留有足夠的空地,以便在發(fā)生意外時(shí)能夠使消防隊(duì)迅速到達(dá)。消防報(bào)警、監(jiān)控、庫(kù)內(nèi)外的報(bào)警裝置應(yīng)重點(diǎn)考慮,尤其應(yīng)考慮當(dāng)人在冷庫(kù)內(nèi)不易出來(lái)時(shí)應(yīng)有報(bào)警裝置?？煽啃苑N質(zhì)資源保存其核心是盡可能延長(zhǎng)種子的壽命,而維持低溫庫(kù)溫度的恒定是最為關(guān)鍵的。在種子貯藏過(guò)程中,若因制冷設(shè)備常出現(xiàn)故障而停機(jī)維修,則可能導(dǎo)致庫(kù)溫回升,易加速種子老化。為此,低溫庫(kù)的制冷除濕技

9、術(shù)設(shè)計(jì),應(yīng)選擇在實(shí)踐中證明是可靠穩(wěn)定的技術(shù),絕不能設(shè)計(jì)帶有試驗(yàn)性質(zhì)的新技術(shù)。在控制系統(tǒng)方面,除有自動(dòng)控制系統(tǒng)外,還應(yīng)有手動(dòng)的控制系統(tǒng),以備在自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),可起用手動(dòng)控制系統(tǒng)。制冷設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)備份,以確保運(yùn)行過(guò)程的可靠性。電力供應(yīng)也需設(shè)計(jì)雙路供電系統(tǒng),在電力供應(yīng)有問(wèn)題的地區(qū),應(yīng)備有柴油發(fā)電機(jī)。布局合理對(duì)于綜合性種質(zhì)庫(kù),液氮超低溫庫(kù)和種子低溫庫(kù)可考慮設(shè)在同一層,組織培養(yǎng)庫(kù)可考慮設(shè)在二層。布局參照?qǐng)D1。工藝流程合理,即種子在入庫(kù)前處理過(guò)程中其種子接納、清選、發(fā)芽、干燥、包裝、臨時(shí)貯存等流程的工作用房配置,應(yīng)根據(jù)種子加工流程次序,方便有序、合理布局。人員管理涉眾人員有:倉(cāng)庫(kù)經(jīng)理倉(cāng)庫(kù)的主要負(fù)責(zé)人

10、,管理人員.倉(cāng)庫(kù)管理員倉(cāng)庫(kù)的日常事務(wù)性工作臨時(shí)工倉(cāng)庫(kù)的周邊,輔助性工作種子管理種子管理包括種子加工和種子貯藏兩方面，種子是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的內(nèi)因。種子加工到成品這一環(huán)節(jié)的重要性尤為突出。在生產(chǎn)的前提下，對(duì)種子進(jìn)行加工，使種子的水分、發(fā)芽率、凈度、純度4項(xiàng)指標(biāo)符合國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，并使之具有好的色澤、飽滿度、外觀包裝等商品質(zhì)量，消除質(zhì)量隱患，為種子銷售奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為確保生產(chǎn)的有序化、制度化，認(rèn)真填寫派工單，設(shè)立種子入庫(kù)臺(tái)帳，出庫(kù)臺(tái)帳，記錄好種子來(lái)源、去向、包裝使用的包裝物序號(hào)，建立種子生產(chǎn)檔案，詳細(xì)記錄種子批的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，例如：產(chǎn)地、批次、品名、入庫(kù)時(shí)間、芽率、水分、加工情況、

11、去向等等。在種子貯藏方面，為確保種子安全渡夏，要做好種子貯藏庫(kù)的清理和消毒。把好種子入庫(kù)關(guān)。種子入庫(kù)時(shí)種子的品質(zhì)、成熟度和破碎粒率應(yīng)符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。庫(kù)存種子擺放。庫(kù)存種子碼垛，每個(gè)垛要有標(biāo)牌、標(biāo)簽及垛的件數(shù)及數(shù)量。同時(shí)，袋貯的種子要有標(biāo)志。袋內(nèi)外標(biāo)簽要一致，并注明品種、凈度、水分、發(fā)芽率、來(lái)源等幾項(xiàng)主要指標(biāo)。貯藏中不能隨意移動(dòng)。熏蒸。熏倉(cāng)是為保證種子不受蟲害，對(duì)庫(kù)存種子1年進(jìn)行2次磷化鋁藥劑熏庫(kù)。溫濕度控制。在種子貯藏期間種子溫度和濕度的變化受庫(kù)房溫濕度的影響，而庫(kù)房溫濕度又受外界天氣條件變化的影響。嚴(yán)格控制溫濕度以免加大庫(kù)房濕度，加大種子含水量，而造成霉變。勤于種子檢查。包括溫濕度檢查、水分檢

12、查、發(fā)芽率檢查、蟲霉鼠雀危害檢查、庫(kù)設(shè)施檢查幾方面,掌握一定的頻次，結(jié)果填報(bào)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的明顯反常點(diǎn)立即報(bào)本部門主管采取措施，部門主管進(jìn)行不定期抽查。2.4機(jī)械管理與物品管理設(shè)備需精心使用，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格按照說(shuō)明書上的操作規(guī)程進(jìn)行，精細(xì)管理各種物品，降低損耗，進(jìn)而降低成本,為了便于管理，機(jī)械要建檔，包括設(shè)備名稱、型號(hào)、產(chǎn)地、聯(lián)系人和聯(lián)系方式；另外，還要有隨機(jī)文件及配件，設(shè)備狀況，每次保養(yǎng)、檢修的詳細(xì)記錄與說(shuō)明。各種物品如包裝物、包裝線、勞保用品、配件、工具等要建立臺(tái)帳，建立嚴(yán)格安全生產(chǎn)操作規(guī)程，用以保護(hù)人員安全，以及設(shè)備正常合理的使用。遇到問(wèn)題多花時(shí)間精力去解決，并作為案例引以為鑒，預(yù)防同樣問(wèn)題的

13、再次發(fā)生。3整體解決方案我們提供兩套解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)不同的客戶,根據(jù)客戶規(guī)模的劃分為:普通型解決方案適用于50人以下的公司機(jī)構(gòu),部門院校使用,采用更加實(shí)用的硬件設(shè)備,滿足其日常辦公的需要.加強(qiáng)型解決方案適用于50人以上的公司機(jī)構(gòu)使用,更強(qiáng)大的硬件性能,覆蓋更全面的功能性軟件系統(tǒng).需求型解決方案根據(jù)客戶的要求,我們?yōu)榭蛻舳ㄖ坪线m的模塊,匹配合適的硬件.更具有很強(qiáng)的性價(jià)比優(yōu)勢(shì).種子入庫(kù)種子入庫(kù)情況有:新品種種子入庫(kù)；中間育種材料（品系）種子入庫(kù)；種子庫(kù)中的材料定期進(jìn)行田間種植之后重新存種；庫(kù)存種子存量不足時(shí)，進(jìn)行田間種植擴(kuò)繁之后再次入庫(kù)；庫(kù)存種子出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行田間擴(kuò)繁或者從別處獲取相同品種之后再次入

14、庫(kù)。入庫(kù)的步驟:寄存者將種子送到種質(zhì)資源庫(kù)接待處.種質(zhì)資源庫(kù)接待處的庫(kù)存管理員（以下簡(jiǎn)稱庫(kù)管）檢查種子材料,和材料的證明信息,性狀表現(xiàn)信息等.庫(kù)管檢查完畢后,對(duì)于不合條件的情況,可以拒絕材料的存儲(chǔ).對(duì)于符合條件的種質(zhì)資源,記錄材料的來(lái)源,等相關(guān)信息,存儲(chǔ)數(shù)量等,寄存者的相關(guān)信息,并將材料放置于材料倉(cāng)庫(kù)內(nèi).庫(kù)管出具材料入庫(kù)憑據(jù),入庫(kù)結(jié)束種子出庫(kù)出庫(kù)的情況有:本單位育種者選用種子作為育種材料；外單位育種者選用種子作為育種材料；庫(kù)存種子定期取種抽檢種子的發(fā)芽率和含水量；庫(kù)存種子因庫(kù)存量不足或者需要田間種植觀察需要進(jìn)行取種田間種植；因出現(xiàn)種子質(zhì)量不合格（含水量或發(fā)芽率不符合標(biāo)準(zhǔn)），需要取種進(jìn)行田間種植

15、重新擴(kuò)繁；出庫(kù)的步驟:取種者到達(dá)種質(zhì)資源庫(kù)接待處,告之需要的種子材料,并提供取種憑據(jù).庫(kù)管檢查憑據(jù)是否合法,如果不合法可以拒絕提供取種服務(wù).對(duì)于取種合法的情況,庫(kù)管檢查庫(kù)存情況,是否滿足取種者的需要,并到種質(zhì)倉(cāng)庫(kù)取出材料.庫(kù)管記錄取種者信息,去向,取種憑據(jù),取出的材料信息,數(shù)量.庫(kù)管出具材料出庫(kù)憑據(jù).庫(kù)存盤點(diǎn)當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，因?yàn)槌?，天平等?jì)量設(shè)備導(dǎo)致的誤差，或者以為誤操作等，都會(huì)導(dǎo)致庫(kù)存的實(shí)物種子余量和系統(tǒng)記錄的余量有差別。有必要定期的對(duì)庫(kù)存余量進(jìn)行一次盤點(diǎn)，來(lái)修正這樣的誤差，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行而不出現(xiàn)錯(cuò)誤。種子檢測(cè)種子檢測(cè)，即抽檢種子數(shù)據(jù)，主要包括種子的含水量和發(fā)芽率，發(fā)芽率直接影響

16、播種量的多少，這個(gè)信息最好作為出庫(kù)信息提供給育種家；對(duì)于一批種子，不同品種的存儲(chǔ)年限會(huì)有差異，存儲(chǔ)過(guò)程中會(huì)抽檢很多次，因此會(huì)有多條抽檢信息，每隔幾年就會(huì)抽檢一次。在每次檢測(cè)結(jié)束后,庫(kù)管記錄檢測(cè)結(jié)果報(bào)告.記錄下每個(gè)材料檢測(cè)日期,檢測(cè)人,檢測(cè)的數(shù)據(jù)等.預(yù)警提醒檢測(cè)周期提醒，種子入庫(kù)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，會(huì)發(fā)生各種意外情況，比如發(fā)芽，受潮等。所以需要每隔一段時(shí)間抽檢，以保證倉(cāng)儲(chǔ)種子的正常使用。對(duì)一個(gè)入庫(kù)的種子設(shè)定一個(gè)預(yù)警時(shí)間，在即將到達(dá)這個(gè)預(yù)警時(shí)間時(shí)給出提醒，類似鬧鐘功能。該次提醒成功后，庫(kù)管進(jìn)行種子監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)完畢后，重置預(yù)警數(shù)據(jù)，相當(dāng)于重新開啟鬧鐘，等待下次的提醒。余額（余量）提醒，種子入庫(kù)后，設(shè)定一

17、個(gè)余額提醒標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)庫(kù)存的數(shù)量低于該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，及時(shí)提醒。儲(chǔ)藏設(shè)備管理對(duì)現(xiàn)有儲(chǔ)藏設(shè)備信息以及層級(jí)關(guān)系的管理，目前有一部分的種子是儲(chǔ)存好的，就是按“庫(kù)-架子-層-箱子-號(hào)”進(jìn)行編制的，同時(shí)可以自定義進(jìn)行編制。不同的儲(chǔ)藏室可能有不同的倉(cāng)庫(kù)設(shè)備,倉(cāng)儲(chǔ)容器.根據(jù)不同的種質(zhì)材料,使用對(duì)應(yīng)的合適的儲(chǔ)藏設(shè)備,設(shè)施.種質(zhì)材料基本信息種子信息主要包括種子基本信息和品種特征信息。通過(guò)特征代號(hào)，進(jìn)行快速查詢，獲得種子信息。對(duì)于種子信息分兩類，一類是審定后的品種，一類是中間材料，其中中間材料的數(shù)據(jù)要保密（只能是該中間材料的育種者可以查看）。對(duì)于入庫(kù)的種子,都可以查詢到這些信息.作物資源圖片圖片資料通過(guò)在育種過(guò)程中拍攝取得.這些圖片更準(zhǔn)確的記錄下種質(zhì)材料在生長(zhǎng)期時(shí)的生長(zhǎng)情況,病害情況.這些圖片都是重要的數(shù)據(jù)分析依據(jù),借助于不斷發(fā)展的圖片識(shí)別技術(shù),我們可