草地有毒植物數(shù)據(jù)庫的基本構(gòu)建

榮 杰，趙寶玉，白 松，路 浩，龐 龍，王姍姍

(1.西北農(nóng)林科技大學動物醫(yī)學院，陜西 楊凌 712100；2.西藏農(nóng)業(yè)廳畜牧技術(shù)推廣總站，西藏 拉薩 850000)

據(jù)陳翼勝和鄭碩[1]統(tǒng)計，中國草地有毒植物約1 300種，分布于140多個科，約330種，根據(jù)對全國30余種獸醫(yī)專業(yè)期刊與雜志(1981-1995年)中970篇畜禽中毒報道的調(diào)查統(tǒng)計，有毒植物引起的家畜中毒居首位(185起，占19.07%)[2]。而天然草地有毒植物在當今生態(tài)平衡、畜牧生產(chǎn)、環(huán)境保護等方面引起的問題極其突出，其危害面積約3.33×107hm2，主要分布于西部省區(qū)。僅2003-2005年西藏阿里地區(qū)改則縣瘋草(Achnatheruminebrias)中毒致死的牲畜總數(shù)超過10.3萬頭，直接經(jīng)濟損失高達2 034.95萬元，平均每年經(jīng)濟損失700多萬元[3]。面對天然草地有毒植物造成的嚴重危害，以及潛在的嚴峻形勢，人們越來越重視草地有毒植物的防除和利用[4-5]。結(jié)合計算機技術(shù)對草地有毒植物研究所獲的信息進行整理與保存，建立中國草地有毒植物數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的搜集、查詢、保存和處理，能方便地實現(xiàn)草地有毒植物的防除、開發(fā)利用等研究中信息的查詢，為我國開展動物中毒咨詢服務(wù)研究奠定基礎(chǔ)。

馮妍等[6]開發(fā)的“中國草地重要有毒植物信息系統(tǒng)”是國內(nèi)首個關(guān)于草地有毒植物的信息系統(tǒng)，共收錄草地有毒植物200余種，隨后王力等[7]建立了國內(nèi)首個地域性草地有毒植物數(shù)據(jù)庫——“青藏高原東南部天然草地主要有毒有害植物數(shù)據(jù)庫”，包含了268種草地有毒植物。由中國科學院微生物研究所建立的“有毒植物數(shù)據(jù)庫”和中國科學院武漢植物研究所建立的“中國有毒植物圖譜數(shù)據(jù)庫”是目前國內(nèi)該領(lǐng)域包含數(shù)據(jù)最為龐大的2個數(shù)據(jù)庫[6-7]，這2個數(shù)據(jù)庫都是基于Internet建立，也是目前國內(nèi)少數(shù)可查的官方數(shù)據(jù)庫，所包含的內(nèi)容基本相同、結(jié)構(gòu)相似，只是在查詢中查詢條件有所差別?？傮w而言，目前國內(nèi)的有毒植物相關(guān)數(shù)據(jù)庫在結(jié)構(gòu)分類上不夠細化，涉及的查詢內(nèi)容比較單一，且偏向基本知識普及，缺乏實用性技術(shù)措施，尤其與臨床實踐中動物中毒病防治有一定差距，缺乏臨床指導意義。本研究通過構(gòu)建中國草地有毒植物數(shù)據(jù)庫，以期為有毒植物研究提供可靠的數(shù)據(jù)支持，為我國草地畜牧業(yè)有毒植物中毒病預(yù)防與診斷治療提供指導。

1 數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)

該數(shù)據(jù)庫包含系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)查詢兩大模塊，系統(tǒng)管理模塊主要是對用戶的管理和數(shù)據(jù)的錄入、修改和刪除操作；數(shù)據(jù)查詢模塊提供可視化數(shù)據(jù)界面，包含數(shù)據(jù)查詢、查詢結(jié)果顯示和詳細信息3個基本功能。數(shù)據(jù)庫的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫含有6個基本表，其中包括草地有毒植物的生物學與生態(tài)學表、毒物學表、診斷與治療表、防除利用與預(yù)警表、附加信息表、用戶信息表，6個表將草地有毒植物的數(shù)據(jù)信息和用戶信息全部包括在內(nèi)(圖2)。

圖1 數(shù)據(jù)庫的基本組成結(jié)構(gòu)

圖2 數(shù)據(jù)庫各表關(guān)系圖

2 數(shù)據(jù)來源與分類

2.1數(shù)據(jù)來源 草地有毒植物信息系統(tǒng)的資料來源有多種渠道，以當前現(xiàn)有的相關(guān)數(shù)據(jù)庫為參考[6-10]，以《中國草地重要有毒植物》[11]、《動物毒物學》[12]、《中國有毒植物》[1]、《動物中毒病及毒理學》[2]、《中國植物資源》[13]、《草原災(zāi)害》[14]等為數(shù)據(jù)支撐，結(jié)合西北農(nóng)林科技大學動物醫(yī)學院毒理學研究室研究所獲的相關(guān)信息，進行資料的整合，參考國內(nèi)草地有毒植物研究領(lǐng)域的學術(shù)論文等，確保數(shù)據(jù)庫建成的科學性和可靠性。

2.2數(shù)據(jù)組織與分類 通過對資料的分析與綜合，考慮近年來有毒植物開發(fā)利用領(lǐng)域的興起，針對草地有毒植物研究的需要及基層獸醫(yī)對草地有毒植物中毒病的防治需要，將收集的資料分類以利于模塊化管理。

2.2.1概述模塊 概述模塊包含草地有毒植物的9條基本信息，將草地有毒植物的基本信息加以分類，便于不同類型人員查詢使用，分別為種中文名、種別名或俗名、種拉丁名、屬中文名、屬拉丁名、易感動物、草地有毒植物的分布省份、圖片范例、屬的特征。

2.2.2生物學特性 生長環(huán)境:植物生長的海拔、地形、溫度、濕度、光照強度、植被等各種自然因素。

種的形態(tài)特征:詳細描述各種草地有毒植物的形態(tài)特征，方便用戶辨認草地有毒植物，提高信息直觀性，提供每種草地有毒植物的圖片。

危害及中毒的生態(tài)因素：對有毒植物的危害進行概括性總結(jié)，主要是家畜中毒和對生態(tài)環(huán)境的影響以及有毒成分存在的部位、發(fā)生時期、危害的時期等，為毒害植物的防除提供依據(jù)。

2.2.3毒物學 有毒成分:植物中的化學成分很復(fù)雜，能合成種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的次生化合物。本系統(tǒng)將草地有毒植物能引起動物中毒的主要次生化合物進行羅列，以方便不同領(lǐng)域在研究中查詢應(yīng)用。

主要植物毒素及分子結(jié)構(gòu):該草地有毒植物引起動物中毒的主要化學成分，以及主要成分的化學結(jié)構(gòu)。對草地有毒植物主要毒物成分的統(tǒng)計有助于對中毒牲畜的治療以及對該植物的天然產(chǎn)物提取與產(chǎn)品開發(fā)，如植物源農(nóng)藥的研制。

毒性毒理:從獸醫(yī)學和毒理學角度綜合分析資料記載的內(nèi)容，對各種草地有毒植物的毒性毒理進行詳述。

病理學變化:具體描述草地有毒植物中毒后，家畜發(fā)病的病理變化，其中主要以組織學變化為主。

2.2.4診斷與治療 臨床癥狀:對各種動物發(fā)生植物中毒時所表現(xiàn)的臨床癥狀進行總結(jié)，并指出典型的臨床特征，便于生產(chǎn)實踐中人們對于家畜草地有毒植物中毒的判斷。

診斷:通過綜合分析，對目前草地有毒植物中毒的有效診斷方法和手段進行比較，提供一種或幾種大家公認的診斷方法與標準。

預(yù)防與治療:結(jié)合目前獸醫(yī)臨床上對草地有毒植物中毒病的有效防治方法和經(jīng)驗，提出防治方案。

2.2.5防除與預(yù)警機制 草地有毒植物蔓延可加劇草原退化，而其蔓延往往需要一定的條件，比如氣候。根據(jù)其發(fā)生規(guī)律，提出一定的預(yù)警方案，采取適當?shù)募夹g(shù)和方法，可將其危害降低到最小。

防除:介紹各種適宜的草地有毒植物防除、控制技術(shù)與方法，如機械防除、化學防除和生態(tài)防除等方法，改良草地生態(tài)環(huán)境，以減輕該草地有毒植物造成的各種危害，降低其造成的損失。

利用:草地有毒植物是一類具有特殊開發(fā)價值的資源，可通過研究其有效成分，進行醫(yī)藥、植物源農(nóng)藥以及其他化工產(chǎn)品的開發(fā)。本系統(tǒng)將統(tǒng)計有毒植物的用途和開發(fā)利用，為人們對該類植物的研究和開發(fā)利用提供詳細的資料。

預(yù)警:根據(jù)該草地有毒植物生長特性以及環(huán)境的變化或防止該毒植物大面積泛濫，制定相應(yīng)的預(yù)警措施，減少其對生產(chǎn)實踐造成的損失或環(huán)境危害。

2.2.6附加信息 相關(guān)文獻與研究進展:列舉有關(guān)有毒植物研究的重要文獻，使用戶可根據(jù)該信息到其他數(shù)據(jù)庫進行檢索、查閱。收集公開發(fā)表的有關(guān)草地有毒植物研究的最新成果并對數(shù)據(jù)進行及時更新，提供草地有毒植物的研究現(xiàn)狀。

發(fā)展現(xiàn)狀:收集該草地有毒植物相關(guān)信息以及研究現(xiàn)狀，為科研工作者提供最新的相關(guān)信息。

專家解疑:提供某種草地有毒植物的研究專家的聯(lián)系方式，比如所在單位、郵箱、電話等，以方便用戶在數(shù)據(jù)庫使用中遇到的問題能得到及時的解答，以及遇到新的問題能得到及時反饋。

3 數(shù)據(jù)庫功能的實現(xiàn)

本數(shù)據(jù)庫采用Visual C++6.0和SQL server 2000數(shù)據(jù)系統(tǒng)來制作實現(xiàn)[15-16]。利用Visual C++6.0的ADO(ActiveX Date Object)數(shù)據(jù)控件訪問數(shù)據(jù)庫[17]，通過SQL(Structure Query Language)語言來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的操作[18]。圖3為數(shù)據(jù)庫的主體界面，圖4為查詢結(jié)果。

3.1數(shù)據(jù)添加、修改和刪除功能實現(xiàn)的總體概括 根據(jù)用戶的操作，點擊添加、修改和刪除的按鈕，激活該按鍵由程序進行處理，轉(zhuǎn)換成有效的SQL語句，并以字符串的形式通過ADO控件訪問DB，將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進行交換處理，完成數(shù)據(jù)的插入修改、刪除(圖5、圖6)。由于數(shù)據(jù)分類信息較多，所以將數(shù)據(jù)在不同的窗口進行實現(xiàn)。

圖3 數(shù)據(jù)庫的主體界面

圖4 查詢結(jié)果

圖5 數(shù)據(jù)添加界面

3.2信息系統(tǒng)查詢的實現(xiàn) 數(shù)據(jù)的查詢與添加、修改、刪除功能的實現(xiàn)原理基本相同。根據(jù)用戶選擇的查詢方式和關(guān)鍵字由程序進行處理，通過ADO控件訪問DB，將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進行交換處理，然后將符合查詢條件的數(shù)據(jù)返回。為方便用戶查詢，本數(shù)據(jù)庫提供如下5種查詢方式：依照種中文名查詢，依照種中文別名查詢，依照易感動物查詢，依照有毒成分查詢，依照臨床癥狀查詢。當用戶在相應(yīng)的表格中輸入字段后，按“搜索”按鈕后，系統(tǒng)就列出包含相關(guān)字段的相關(guān)信息。用戶需要某條詳細信息，選中該條信息，點擊詳細信息就能查到相關(guān)的24條詳細信息。

圖6 數(shù)據(jù)修改界面

3.3數(shù)據(jù)庫的維護 數(shù)據(jù)庫的維護通過用戶權(quán)限控制，當用戶獲取管理員身份后才有權(quán)修改和添加信息系統(tǒng)的資料，這樣可以保證數(shù)據(jù)內(nèi)容添加的可靠性及數(shù)據(jù)的安全性。此外，管理員還可以添加新用戶，方便大量數(shù)據(jù)的注入。圖7為管理員管理登陸界面。

圖7 管理員登陸界面

4 小結(jié)

該數(shù)據(jù)庫采用Visual C++6.0和SQL server 2000進行設(shè)計，基于單機而建立，相對于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，可移植性強，系統(tǒng)的初步建立將對我國開展草地有毒植物研究和有毒植物中毒病預(yù)防與診斷治療提供有價值的資料數(shù)據(jù)，尤其適于缺乏網(wǎng)絡(luò)的邊遠牧區(qū)和基層畜牧單位。數(shù)據(jù)庫將草地有毒植物的相關(guān)分為24條信息，資料來源具有權(quán)威性、科學性和可靠性，相對以往所建數(shù)據(jù)庫更加便于生產(chǎn)實踐進行信息查詢，其基本的查詢、信息修改、添加、維護，以及用戶的添加、刪除和密碼的設(shè)定、修改等各種功能，都能很好地實現(xiàn)，這為以后信息系統(tǒng)的豐富和完善打下了基礎(chǔ)。但目前資源的問題，數(shù)據(jù)錄入量還不完善，可能還存在一定的不足，在以后的工作中將進一步充實和完善。

[1]陳翼勝,鄭碩.中國有毒植物[M].北京:科學出版社,1987.

[2]王建華,張樹方.動物中毒病及毒理學[M].臺中:臺灣中草藥雜志社,2002：73-74.

[3]趙寶玉,劉忠艷,萬學攀,等.中國西部草地毒草危害及治理對策[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2008,41(10):3094-3103.

[4]李宏,王顯瑞,木克松,等.圍欄封育和挖除對有毒植物白喉烏頭的影響[J].草業(yè)科學，2009,26(11):152-156.

[5]匡瑜,干友民,成平,等.圍欄封育和挖除對有毒植物白喉烏頭的影響[J].草業(yè)科學，2010,27(10):91-95.

[6]馮妍,董強,趙寶玉,等.中國草地重要有毒植物信息系統(tǒng)的研發(fā)[J].西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版),2004,32(10):74-78.

[7]王力,高飛,周俗,等.青藏高原東南部天然草地主要有毒有害植物數(shù)據(jù)庫及其信息管理系統(tǒng)的研發(fā)[J].草業(yè)與畜牧,2007(1):1-6.

[8]中國科學院微生物研究所.草地有毒植物數(shù)據(jù)庫[DB/OL].[2010-06-21].http://www.bioinfo.cn/ydzw.php.

[9]中國科學微生物研究所.中國草地有毒植物圖譜數(shù)據(jù)庫[DB/OL].[2010-06-21].http://202.127.158.9/scripts/ccmpcgi.exe?_cfg=c:/InetPub/wwwroot/cbisdb/ydzw/ydzw.cfg.

[10]曹慧,劉榮堂,花立民,等.甘肅嚙齒動物Web信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].草業(yè)學報,2009,18(6):44-45.

[11]史志誠.中國草地重要有毒植物[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1997.

[12]忠志誠.動物毒物學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001.

[13]朱太平,劉亮,朱明.中國植物資源[M].北京:科學出版社,2007.

[14]王宗禮,孫啟忠,常秉文.草原災(zāi)害[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2009.

[15]馬建紅,沈西挺.Visual C++程序設(shè)計與軟件技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:中國水利水電出版社,2002.

[16]陳世洪,王曉海,廖建華.SQL Server 2000管理、開發(fā)及應(yīng)用實例詳解[M].北京:人民郵電出版社,2006.

[17]孫超.在Visual C++中ADO對象如何訪問數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序[J].赤峰學院學報(自然科學出版),2008,24(3):50-51.

[18]羅駿,何羽.SQL實用簡明教程[M].北京:清華大學出版社,2004.