基于薔薇屬DUS測(cè)試指南的月季品種數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

趙衛(wèi)華

（常州市園藝發(fā)展服務(wù)中心，江蘇常州 213023）

月季原產(chǎn)我國(guó)，花型優(yōu)美、色彩絢麗、花期較長(zhǎng)，被譽(yù)為花中皇后。月季的植物造景應(yīng)用可增添城市色彩，豐富園林感觀，是生態(tài)城市“彩化、美化、香化、生態(tài)化”發(fā)展需求[1]。月季種質(zhì)資源作為基因資源的重要載體，不但可以保護(hù)月季資源的多樣性，對(duì)今后月季資源的保存、利用及開(kāi)發(fā)也具有重要的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義[2]。目前，我國(guó)缺乏全國(guó)統(tǒng)一譯名標(biāo)準(zhǔn)，各地月季分類(lèi)、品種名稱(chēng)較為混亂，例如河南、上海等地的一些花卉企業(yè)，對(duì)從國(guó)外引進(jìn)的月季新品種命名較為隨意，常常有“同名異物”或“同物異名”的情況，這給我國(guó)的月季新品種保護(hù)帶來(lái)很多困難，也不利于月季花卉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

國(guó)際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟（UPOV）是政府間的國(guó)際組織，依據(jù)《保護(hù)植物新品種國(guó)際公約》建立。主要職責(zé)是協(xié)調(diào)各成員國(guó)之間在植物新品種保護(hù)方面的政策、法律及實(shí)施步驟，以保障育種者在國(guó)際上的合法權(quán)益，對(duì)申請(qǐng)品種的DUS（即特異性、一致性、穩(wěn)定性）統(tǒng)一審定標(biāo)準(zhǔn)等。國(guó)際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟制定的薔薇屬DUS測(cè)試指南最新版于2010年3月24日發(fā)布。

近年來(lái)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展迅速，將數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與各專(zhuān)業(yè)結(jié)合能方便、有效地管理各個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和資料可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的搜集、查詢(xún)、保存和處理并完成各種特定的信息加工。對(duì)已知的薔薇資源進(jìn)行收集整理，根據(jù)薔薇屬DUS 測(cè)試指南中的指標(biāo)建立已知品種數(shù)據(jù)庫(kù)，利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)應(yīng)用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等最新技術(shù)建立一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)化、易用性和開(kāi)放性的薔薇屬已知品種數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理系統(tǒng)，既是月季種質(zhì)資源保護(hù)的數(shù)字化、信息化發(fā)展的需要，也能夠更好地服務(wù)于月季品種的選育、推廣、生產(chǎn)及保護(hù)。月季種質(zhì)資源品種DUS 測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的研發(fā)對(duì)于月季新品種的培育與申請(qǐng)也有著重要的作用和意義，育種時(shí)可以準(zhǔn)確地查找所需品種的信息，也可通過(guò)申請(qǐng)品種與已知品種進(jìn)行品種性狀指標(biāo)體系比較、審查，還可用來(lái)篩選植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性(DUS)測(cè)試用相似品種，以及作為篩選測(cè)試指南中對(duì)照品種的依據(jù)，為將來(lái)月季分類(lèi)與親緣關(guān)系的研究提供數(shù)據(jù)支持[3-6]。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

月季種質(zhì)資源品種DUS 測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)采用B/S架構(gòu)，Photoshop 美工設(shè)計(jì)，Visual Studio Code 和IntelliJ IDEA 程序編寫(xiě)，MySQL Server 5.7 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)，以Windows Server 2012 操作系統(tǒng)、Tomcat、JSP腳本解釋引擎、MySQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)為系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。支持windows7/10/11 操作系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，充分考慮了系統(tǒng)模塊化、易維護(hù)、易操作、可擴(kuò)充等性能要求，采用面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法，根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)容及功能要求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和表單結(jié)構(gòu)。

根據(jù)系統(tǒng)的功能需求分析，系統(tǒng)主要由用戶(hù)查詢(xún)模塊和系統(tǒng)管理模塊組成（見(jiàn)圖1）。

圖1 PIC-系統(tǒng)功能模塊圖

1.1 用戶(hù)查詢(xún)模塊

1）系統(tǒng)基本信息瀏覽。用戶(hù)可以對(duì)系統(tǒng)的基本信息進(jìn)行瀏覽。包括系統(tǒng)介紹、站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)、最新動(dòng)態(tài)、測(cè)試指南、法律法規(guī)等。

2）已知品種信息查詢(xún)。包括一般性查詢(xún)和專(zhuān)業(yè)查詢(xún)。采用模糊查詢(xún)以確保找到需要的目標(biāo)品種。一般性查詢(xún)通過(guò)控制參數(shù)的輸入查詢(xún)者可根據(jù)目標(biāo)品種的某一參數(shù)，如品種名、所屬類(lèi)別等從數(shù)據(jù)庫(kù)中找出符合該參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)品種從而了解該目標(biāo)品種的各項(xiàng)具體性狀特征。專(zhuān)業(yè)查詢(xún)可以按照自己的要求對(duì)多個(gè)控制參數(shù)進(jìn)行組合從庫(kù)中找出符合自己要求的品種信息。

3）已知品種信息瀏覽。對(duì)已知品種的信息進(jìn)行瀏覽，包括基本信息、花果信息、枝刺信息、葉部信息、圖片信息等其他信息。

1.2 系統(tǒng)管理模塊

用戶(hù)管理模塊默認(rèn)系統(tǒng)管理員可以更改密碼，并可根據(jù)多用戶(hù)與操作權(quán)限功能的不同添加、刪除和修改其他普通管理員，使不同用戶(hù)擁有不同的操作權(quán)限。信息管理員可以發(fā)布最新消息、法律法規(guī)等信息。信息發(fā)布簡(jiǎn)便快捷對(duì)已發(fā)布信息能實(shí)現(xiàn)修改、刪除等功能。

數(shù)據(jù)管理模塊包括系統(tǒng)基本信息管理和已知品種信息管理。管理員對(duì)收集的各薔薇屬品種資料進(jìn)行錄入、修改和刪除。管理員在已知品種管理模塊下首先添加已知品種的基本信息、圖片信息和其他信息，然后在下一級(jí)頁(yè)面添加花果信息、枝刺信息、葉部信息等DUS測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)表單設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的核心和支柱，減少數(shù)據(jù)間的依賴(lài)和冗余，考慮程序的運(yùn)行效率及程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，采用一庫(kù)多表的形式，即系統(tǒng)只建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)不同的需要建立不同的表，并且每個(gè)表采用一個(gè)公用的主關(guān)鍵字相關(guān)聯(lián)，從而避免品種間組織上的混亂。

以國(guó)際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟（UPOV）最新頒布的薔薇屬DUS 測(cè)試指南（2010），結(jié)合當(dāng)前我國(guó)育種實(shí)際，篩選出適宜DUS測(cè)試的性狀指標(biāo)共計(jì)60個(gè)。為了便于管理，根據(jù)DUS 數(shù)據(jù)來(lái)特征，將其分成基本信息表、枝刺特征信息表、葉片特征信息表和花果特征信息表共4個(gè)表。

2.1 基本信息

基本信息表用于記錄每個(gè)品種的重要信息，包括品種中文名稱(chēng)、品種英文名稱(chēng)、品種照片、月季分類(lèi)、培育者、培育國(guó)家、親本信息、獲獎(jiǎng)信息、栽培地點(diǎn)、樣地號(hào)（見(jiàn)圖2）。

圖2 月季DUS測(cè)試基本信息錄入界面

2.2 花果信息

花果信息用于記錄每個(gè)品種的花果特征信息。包括花色分組，花（花型），香味，開(kāi)花習(xí)性，始花期，倍性，花枝（花數(shù)），花枝（花側(cè)花枝），花枝（每個(gè)側(cè)枝花數(shù)），花梗長(zhǎng)度，花梗茸毛或刺毛，花梗挺拔度，花蕾（縱切面性狀），花（直徑），花（俯視花頂形狀），花（花的上邊部側(cè)視），花（形狀），花萼延伸和葉化，花瓣大小，花瓣（邊緣具缺刻），花瓣（形狀），花瓣里面（中部帶區(qū)顏色），花瓣里面（邊緣帶區(qū)顏色），花瓣里面（基部色斑顏色），花瓣里面（基部色斑大小），花瓣外面（中部帶區(qū)顏色），花瓣外面（邊緣帶區(qū)顏色），花瓣外面（基部色斑顏色），花瓣外面（基部色斑顏色），花瓣外面（基部色斑大?。?，花瓣（邊緣反折強(qiáng)度），花瓣（邊緣波形），外生雄蕊（花絲的主要顏色），子房大小，花基部縱切面形狀，殘花（花瓣和花梗），結(jié)實(shí)性，果實(shí)形狀，果實(shí)刺毛（詳見(jiàn)表1、圖3）。為了適應(yīng)當(dāng)前生態(tài)月季低維護(hù)的養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)，增加了結(jié)實(shí)性指標(biāo)。

圖3 月季DUS測(cè)試花果信息錄入界面

表1 月季DUS測(cè)試花果信息篩選指標(biāo)

（續(xù)表1）

2.3 枝刺信息

枝刺信息用于記錄每個(gè)品種的枝條和皮刺等性狀的特征信息。包括枝條曲直，分枝角度（基角），嫩枝（花青苷顯色），皮刺（有無(wú)），皮刺（下部分形狀），刺狀態(tài)，短刺，長(zhǎng)刺，生長(zhǎng)類(lèi)型，生長(zhǎng)習(xí)性（藤本除外），植株高度，生長(zhǎng)勢(shì)（詳見(jiàn)表2、圖4）。

圖4 月季DUS測(cè)試枝刺信息錄入界面

表2 月季DUS測(cè)試枝刺信息篩選指標(biāo)

2.4 葉部信息

葉片信息用于記錄每個(gè)已知品種的葉片大小，數(shù)量，形狀等特征信息。包括葉片大小，葉片綠色（第一次開(kāi)花時(shí)），葉光澤度，小葉（數(shù)量）（一個(gè)葉柄上），頂端小葉（形態(tài)），小葉橫切面，葉緣鋸齒狀，葉邊緣波狀，頂端小葉（葉基形態(tài)），頂端小葉（葉尖形態(tài)）（詳見(jiàn)表3、圖5）。

圖5 月季DUS測(cè)試葉部信息錄入界面

表3 月季DUS測(cè)試葉部信息篩選指標(biāo)

3 數(shù)據(jù)庫(kù)功能設(shè)計(jì)

3.1 查詢(xún)功能

進(jìn)入資源查詢(xún)頁(yè)面，顯示出當(dāng)前所有錄入的已知品種記錄，利用檢索功能通過(guò)控制輸入?yún)?shù)來(lái)精確查找某一品種。根據(jù)月季品種中文名稱(chēng)或選擇月季信息：類(lèi)型、花色、花形、花香、葉片、花型等作為篩選條件進(jìn)行查詢(xún)，也可根據(jù)月季基本信息輸入：培育者、培育國(guó)家、親本信息、獲獎(jiǎng)信息等條件進(jìn)行查詢(xún)（見(jiàn)圖6）。也可通過(guò)月季葉部信息、月季花果信息、月季枝刺信息的查詢(xún)，點(diǎn)擊添加查詢(xún)條件，輸入您所需要查詢(xún)的條件。

圖6 月季DUS測(cè)試基本信息查詢(xún)界面

3.2 品種比對(duì)

數(shù)據(jù)庫(kù)支持2～5種月季品種的橫向?qū)Ρ?。將要?duì)比的月季品種挑選出來(lái)，默認(rèn)選擇的第一種月季品種列為對(duì)比項(xiàng)，最多可選五種月季品種對(duì)比。月季品種過(guò)多時(shí)，可以根據(jù)頁(yè)面的篩選條件或自己輸入篩選條件進(jìn)行查詢(xún)后將所需要的比對(duì)的月季品種選擇后進(jìn)行比對(duì)。在比對(duì)頁(yè)面，比對(duì)信息一樣的顯示√（綠色）；比對(duì)信息不一致的顯示×（紅色）。對(duì)于已經(jīng)錄入系統(tǒng)的月季品種，可以在系統(tǒng)管理中查看統(tǒng)計(jì)數(shù)量，月季統(tǒng)計(jì)表單也可以導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)表單。點(diǎn)擊表格數(shù)量下的數(shù)字，也能查看詳細(xì)的月季信息。

4 展望

目前我國(guó)現(xiàn)代月季品種約有2 000 多種，其中約90%以上引自國(guó)外。令人遺憾的是由于翻譯及其他人為等因素，國(guó)內(nèi)很多引進(jìn)月季品種的名稱(chēng)比較混亂，阻礙了我國(guó)月季產(chǎn)業(yè)的良好有序發(fā)展[4]。已建立的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用于教學(xué)、科研部門(mén)，商業(yè)化程度低，數(shù)據(jù)獨(dú)立性較低，不易管理。國(guó)外已建成月季專(zhuān)類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)中比較有名的是Help me find rose 網(wǎng)站，成立于1997 年，編目了44 000 個(gè)月季品種。國(guó)內(nèi)比較權(quán)威的是中國(guó)月季網(wǎng)，為北京市園林科學(xué)研究院于2018年推出，收錄1 265個(gè)月季品種，推行原名和中文譯名同時(shí)使用的命名方法，規(guī)范了我國(guó)月季品種的中文名稱(chēng)，為生產(chǎn)者及科研工作者提供較為準(zhǔn)確的參考和依據(jù)。

國(guó)內(nèi)外月季品種網(wǎng)站對(duì)于主要以基本信息進(jìn)行簡(jiǎn)單描述及進(jìn)行植物新品種選育評(píng)價(jià)，不能滿(mǎn)足我們目前的科研需要。月季品種的DUS 測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的研發(fā)，可極大地推動(dòng)國(guó)內(nèi)月季品種育種進(jìn)程。眾所周知，在進(jìn)行新品種的DUS 田間測(cè)試時(shí)，要將申請(qǐng)品種、對(duì)照品種、標(biāo)準(zhǔn)品種種在同一塊地里，同時(shí)觀測(cè)、記錄，最后進(jìn)行對(duì)比；另外，測(cè)試指南會(huì)列出每一個(gè)屬（種）的幾十個(gè)特征，對(duì)應(yīng)每一個(gè)特征均需有標(biāo)準(zhǔn)品種作參照系。因此，收集、保存已知品種、建立全面的已知品種數(shù)據(jù)庫(kù)是進(jìn)行DUS 測(cè)試的基本條件。月季品種的DUS 測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)可以快速、準(zhǔn)確地查找所需要的品種信息，實(shí)現(xiàn)林業(yè)植物新品種保護(hù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化。DUS 測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中含有豐富的品種特征信息，有助于開(kāi)發(fā)不同類(lèi)型品種月季的綜合評(píng)價(jià)體系。將月季品種相關(guān)屬性信息與GIS 地理信息關(guān)聯(lián)，可以構(gòu)建月季種質(zhì)資源的國(guó)內(nèi)分布情況，為月季平臺(tái)庫(kù)提供獨(dú)特的維度視角。