基于PHP的玉米育種信息管理平臺研建

姚芷馨 蘇杰 張隅希 徐軻 李健

摘要：在當(dāng)前時代背景下，育種的過程依然非常復(fù)雜，需要考慮諸多因素，比如遺傳因素，環(huán)境因素，育種家的個人學(xué)識，和選種技巧以及社會環(huán)境等等過程。如果單靠個人的經(jīng)驗和學(xué)識去從事育種開發(fā)的工作，需要長時間的積累才能獲得一定的進(jìn)展，現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的使用以及作物育種科學(xué)的持續(xù)發(fā)展，為數(shù)據(jù)的存儲、處理、計算奠定了基礎(chǔ)，為育種家提供了強大的信息技術(shù)支持。

該信息管理平臺利用PHP和MySQL編程實現(xiàn)種子的信息管理，考種的信息管理和有關(guān)玉米的文獻(xiàn)查閱為主要板塊分析玉米的性狀信息并且對其進(jìn)行了有效的管理和分類，該平臺對玉米的信息管理實現(xiàn)了高效率的信息整理和對其性狀進(jìn)行研究管理，提高了玉米育種的效率，這是一種新型的數(shù)據(jù)化育種，其管理的高效率和方便性都優(yōu)于之前的Excel記錄信息的管理，是具有綜合分析功能的玉米育種信息管理平臺。

關(guān)鍵詞：玉米育種分析;結(jié)構(gòu)化設(shè)計;ThinkPHP（3.2.3）框架;MVC模式

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）21-0102-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 玉米育種信息管理系統(tǒng)研究狀況

2002年5月，中國珠海舉行了高校數(shù)字校園建設(shè)的國家重點建設(shè)會議，全國將近有40多所高等院校參加此會[6]。會議最終宣布，北京大學(xué)，清華大學(xué)，中山大學(xué)，浙江大學(xué)等實現(xiàn)推動效益的教學(xué)單位作為召集人，將數(shù)字化校園的建設(shè)推向一個新的高潮，繼而在全國范圍內(nèi)陸續(xù)召開了相關(guān)領(lǐng)域的大型研討會，商討該如何強而有力地推動信息技術(shù)在玉米育種管理中的實踐引用，讓其發(fā)揮更具便利的作用，以促使對數(shù)字化校園建設(shè)進(jìn)行更深層次的研究，從而提高對玉米相關(guān)信息的管理水平和工作效率[7]。

2 開發(fā)環(huán)境介紹

本設(shè)計采用的是ThinkPHP（3.2.3）框架和B/S架構(gòu)，系統(tǒng)使用PHP作為主要開發(fā)語言，后臺頁面采用layui框架進(jìn)行前端開發(fā)，Apache作為本地服務(wù)器，使用MySQL數(shù)據(jù)庫用來存放系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

MySQL 數(shù)據(jù)庫的特點如下：

（1）綜合統(tǒng)一。

（2）面向集合的操作方式

（3）語言簡潔，易學(xué)易用。

（4）多用戶、多線程。

（5）客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。

（6）支持SQL語言。

3 玉米育種方法測算分析

3.1 玉米不完全雙列雜交多性狀綜合雜種優(yōu)勢測定方法

作物育種中的雜交育種目前也是玉米生產(chǎn)常常采用的方法，為了得到性狀更加優(yōu)良的子代，需要進(jìn)行科學(xué)的方法進(jìn)行相應(yīng)的雜交實驗來預(yù)估雜種的優(yōu)勢。對于玉米的不完全雙列雜交實驗，能夠?qū)涡誀畹碾s種優(yōu)勢得到估測結(jié)果。但是玉米的生產(chǎn)指標(biāo)由多個性狀組成，每個性狀對玉米的經(jīng)濟價值影響各不相同，如果只對一種性狀的分析來評價一組在雜交組合的好壞是不夠全面的。并且性狀之間會互相影響，而且表現(xiàn)型的性狀還包含了環(huán)境因素的影響，本文使用了統(tǒng)計分析中的主成分分析的相應(yīng)原理，提出了測定玉米不完全雙列雜交多性狀綜合雜種優(yōu)勢的方法，簡稱主成分法。這種方法的基本思路就是先將多個目標(biāo)性狀進(jìn)行方差分析，取數(shù)量為p，根據(jù)顯著遺傳性狀差異來選出目標(biāo)性狀q個，將選出的目標(biāo)性狀的觀測值乘以自身的相對重要權(quán)，然后進(jìn)行主成分分析，選取前L個主成分，使其累計貢獻(xiàn)率大于85%，得到各主成分的雜種性狀優(yōu)勢之和為多性狀綜合雜種優(yōu)勢的估計值。此方法的優(yōu)點在于既考慮了各性狀的相對重要性， 又可以消除性狀間的相關(guān)影響和因環(huán)境因素的影響， 得到的綜合雜種優(yōu)勢的估計值比較合理[9]。

3.2 對乘以相對重要權(quán)的 q 個目標(biāo)性狀進(jìn)行主成分分析[2-5]

對這q 個目標(biāo)性狀進(jìn)行方差分析與協(xié)方差分析記作[yijk=wjxijk]， 則對 j 性狀進(jìn)行方差分析時 ，數(shù)學(xué)模型為：

其中：[yijk]為乘以相對重要權(quán)后的第j性狀第i品種（系）的第k區(qū)組觀測值;[μj]為乘以相對重要權(quán)后的第j性狀的總平均數(shù);[gij]為乘以相對重要權(quán)后的第j性狀第i品種（系）的基因型效應(yīng);[eijk]為乘以相對重要權(quán)后的隨機誤差，相互獨立，且都服從 N（0 ，[σ2ei]）。

4 服務(wù)器端功能

4.1 管理功能

（1）系統(tǒng)管理員功能：該系統(tǒng)對管理員的基本信息進(jìn)行管理。它包括添加管理員信息，編制管理員信息，刪除管理員信息。本平臺對用戶權(quán)限進(jìn)行了設(shè)置，分為以下三大類：

1） 育種家：擁有最高權(quán)限，可使用所有功能。

2） 管理者：可以通過授權(quán)獲得育種家部分權(quán)限和數(shù)據(jù)管理者的所有權(quán)限。

3） 數(shù)據(jù)管理者：只能上傳和修改數(shù)據(jù)。

（2）玉米信息管理功能：管理員可玉米的性狀信息進(jìn)行管理，并且對其數(shù)據(jù)進(jìn)行了有效的管理和分類，構(gòu)建了玉米種子信息庫?？梢栽谑謾C端和電腦端通過登錄，添加和修改玉米的考種性狀，可以查看玉米的所有基本的信息，并且可以生成一個可視化的統(tǒng)計圖來查看育種情況。實現(xiàn)了信息管理和分析利用。

4.2 數(shù)據(jù)庫表設(shè)計

為了實現(xiàn)本系統(tǒng)的各項功能，該系統(tǒng)設(shè)計有一個數(shù)據(jù)庫，庫名為corn。由于玉米信息極為復(fù)雜，該庫中設(shè)計有多個數(shù)據(jù)表：用戶表、玉米數(shù)據(jù)表等。以下為各表的結(jié)構(gòu)。

（1）admin（管理員表）

用戶（管理員）登錄時，用戶的用戶名和密碼信息將提交到該表，與該表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，驗證是否正確。正確則允許用戶登錄，進(jìn)行下一步操作，否則用戶無法進(jìn)入系統(tǒng)。

（2）玉米信息的一系列表

該表是管理員對于玉米的性狀、基礎(chǔ)信息、玉米圖片等玉米信息進(jìn)行管理時需調(diào)用的表，生成新的類別，修改、刪除已有的類別都是調(diào)用一系列的玉米信息的表。

5.1 系統(tǒng)管理員功能區(qū)的實現(xiàn)

該功能區(qū)既能添加管理員又能顯示所有管理員。添加管理員模塊中主要是添加新的管理員，在所有管理員模塊中進(jìn)行管理員的修改，刪除，查詢。下圖是系統(tǒng)管理員功能區(qū)中添加管理員模塊界面圖。

該功能區(qū)分為兩個功能模塊：添加玉米信息和所有玉米信息。添加管理員模塊中主要是添加新的學(xué)生，在所有玉米信息模塊中進(jìn)行管理員的修改，刪除，查詢。

6 結(jié)論

玉米管理信息系統(tǒng)可以規(guī)范的存儲數(shù)據(jù)和方便地使用育種資源的數(shù)據(jù)，為育種家提供方便的數(shù)據(jù)計算，降低了育種成本，在系統(tǒng)上進(jìn)行協(xié)同工作，提高了資源使用效率，減少了時間浪費，增加了數(shù)據(jù)精確度，能夠滿足當(dāng)前高校的使用需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮獻(xiàn)忠，何玉科，區(qū)永祥，等.主要經(jīng)濟作物分子設(shè)計育種[J].植物生理學(xué)報，2016（12）：1764-1765.

[2] 嚴(yán)涵薇.玉米及其近緣物種無內(nèi)含子基因的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建與進(jìn)化研究[D].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014：119.

[3] 李常秀，閆超，玉米葉片病斑數(shù)據(jù)庫分析與建立[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2013，25（2）.

[4] 李雪.玉米育種信息管理系統(tǒng)的研究[D].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[5] 王磊.建立有效信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)及時信息共享[J].江蘇建材，2013（2）：43-45.

[6] 王昭英.基于MVC設(shè)計模式的Django框架的研究與應(yīng)用[D].西安建筑科技大學(xué)，2010.

[7] 吳琛.淺談基于Python的網(wǎng)站開發(fā)類課程教學(xué)研究[J].福建電腦，2018，34（11）：173-174.

[8] 西北農(nóng)學(xué)院.作物育種學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1991：74-75.

[9] 明道緒，黃玉碧，劉永建.玉米不完全雙列雜交多性狀綜合雜種優(yōu)勢測定方法[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，18（2）.

[10] 劉玉愛.玉米主要數(shù)量性狀遺傳參數(shù)分析[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

【通聯(lián)編輯：代影】