種質(zhì)資源庫數(shù)字化建設(shè)方案

1、 種質(zhì)資源庫數(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，良種對增產(chǎn)的貢獻率達35%以上國家十二五規(guī)劃：種植業(yè)總體規(guī)劃為：保護耕地，主要農(nóng)產(chǎn)品滿足需求。糧食方面，我國耕地面積持續(xù)減少，農(nóng)作物中心十二五規(guī)劃：針對育種環(huán)節(jié)，開展種質(zhì)資源綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè)和知識發(fā)現(xiàn)模型研究，開發(fā)育種方案計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)，結(jié)合田間育種業(yè)務(wù)流程，開發(fā)系列化相對配套完備的品種認知和田間育種過程信息化軟硬件裝備目前育種過程中，大量的工作需要人工完成，育種成為一項繁重的科研勞動。因此，迫切需要高效、專用的育種輔助工具項目目標種質(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值的親本，包括親

2、本的名稱、來源地、育成時間、主要特性等.2業(yè)務(wù)分析概述保存種子的種質(zhì)基因庫又叫種子庫，其保存條件涉及種子生理代謝的各種條件，可保存的時間長短依種類不同而異，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行生理代謝，所以種子的保存時間還是有限的，需要定期進行檢測，當種子的發(fā)芽率低于20%時，就需要更新種子。我國的農(nóng)作物種質(zhì)資源材料分兩級保存。長期保存的材料由中國農(nóng)業(yè)科學院作物品種資源研究所的長期庫貯存。中期保存的材料由各地方農(nóng)業(yè)科學院（所）或中國農(nóng)業(yè)科學院有關(guān)研究所的中期

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

4、子時,貯藏庫的濕度可不控制。貯藏室的建筑設(shè)計和施工要求主要包括以下各項：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、濕度的相對穩(wěn)定性,貯藏室的圍護結(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)計成方形，每間面積宜控制在2050平方米。面積過大,溫、濕度不易控制;面積過小,則人體的散熱也會引起溫、濕度變化。當貯藏室有兩種以上溫、濕度要求時,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光直射。防止地下土壤

5、凍脹引起破壞作用。當貯藏室溫度低于0、地基土為凍脹性土時,土壤中的水分凍結(jié)會產(chǎn)生凍脹破壞力,嚴重時能使墻、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。防止熱濕交換時產(chǎn)生的破壞作用。開啟貯藏室外門時,室內(nèi)外空氣進行熱濕交換,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,相對濕度為30左右，其圍護結(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)芽室進行發(fā)芽試驗。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，30下處理68小時，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)是一個封閉的防潮層，防止室內(nèi)的高濕氣體滲入圍護結(jié)構(gòu)。庫內(nèi)空調(diào)品種資源庫的空調(diào)設(shè)計,應(yīng)著眼于創(chuàng)造一個穩(wěn)定而有規(guī)則的可控環(huán)境，同時能節(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

7、組、直接蒸發(fā)式表冷器和除濕設(shè)備等組成，集中安裝在機房內(nèi)，通過管道、調(diào)節(jié)閥、送回風口等設(shè)施來處理庫內(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、下部回風的方式。在機房內(nèi)或附近設(shè)有控制室，可通過儀表監(jiān)測或記錄貯藏室的溫、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)機組，并配有冷凍除濕機。該室除設(shè)置自動控制裝置外，還應(yīng)隨時檢查種子干燥過程中溫度的變化，以防溫度自動控制裝置發(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、恒濕機組，該機組由壓縮冷凝機組和空調(diào)器兩部分組成。空調(diào)器配有通風機、蒸發(fā)器、電極加濕器、空氣過濾器以及自動控制裝置等。機組置于發(fā)芽

8、室隔壁的小間內(nèi)，通過管道處理室內(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，則一般冷庫應(yīng)高出地面1山左右。建庫地址周圍不能有燃料倉庫、危險化學品庫。種質(zhì)庫建筑周圍必須留有足夠的空地,以便在發(fā)生意外時能夠使消防隊迅速到達。消防報警、監(jiān)控、庫內(nèi)外的報警裝置應(yīng)重點考慮,尤其應(yīng)考慮當人在冷庫內(nèi)不易出來時應(yīng)有報警裝置。可靠性種質(zhì)資源保存其核心是盡可能延長種子的壽命,而維持低溫庫溫度的恒定是最為關(guān)鍵的。在種子貯藏過程中,若因制冷設(shè)備常出現(xiàn)故障而停機維修,則可能導致庫溫回升,易加速種子老化。為此,低溫庫的制冷除濕技

9、術(shù)設(shè)計,應(yīng)選擇在實踐中證明是可靠穩(wěn)定的技術(shù),絕不能設(shè)計帶有試驗性質(zhì)的新技術(shù)。在控制系統(tǒng)方面,除有自動控制系統(tǒng)外,還應(yīng)有手動的控制系統(tǒng),以備在自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,可起用手動控制系統(tǒng)。制冷設(shè)備應(yīng)設(shè)計備份,以確保運行過程的可靠性。電力供應(yīng)也需設(shè)計雙路供電系統(tǒng),在電力供應(yīng)有問題的地區(qū),應(yīng)備有柴油發(fā)電機。布局合理對于綜合性種質(zhì)庫,液氮超低溫庫和種子低溫庫可考慮設(shè)在同一層,組織培養(yǎng)庫可考慮設(shè)在二層。布局參照圖1。工藝流程合理,即種子在入庫前處理過程中其種子接納、清選、發(fā)芽、干燥、包裝、臨時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:倉庫經(jīng)理倉庫的主要負責人

10、,管理人員.倉庫管理員倉庫的日常事務(wù)性工作臨時工倉庫的周邊,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，對種子進行加工，使種子的水分、發(fā)芽率、凈度、純度4項指標符合國家規(guī)定的標準，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，為種子銷售奠定堅實的基礎(chǔ)。為確保生產(chǎn)的有序化、制度化，認真填寫派工單，設(shè)立種子入庫臺帳，出庫臺帳，記錄好種子來源、去向、包裝使用的包裝物序號，建立種子生產(chǎn)檔案，詳細記錄種子批的各項數(shù)據(jù)，例如：產(chǎn)地、批次、品名、入庫時間、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，要做好種子貯藏庫的清理和消毒。把好種子入庫關(guān)。種子入庫時種子的品質(zhì)、成熟度和破碎粒率應(yīng)符合規(guī)定標準。庫存種子擺放。庫存種子碼垛，每個垛要有標牌、標簽及垛的件數(shù)及數(shù)量。同時，袋貯的種子要有標志。袋內(nèi)外標簽要一致，并注明品種、凈度、水分、發(fā)芽率、來源等幾項主要指標。貯藏中不能隨意移動。熏蒸。熏倉是為保證種子不受蟲害，對庫存種子1年進行2次磷化鋁藥劑熏庫。溫濕度控制。在種子貯藏期間種子溫度和濕度的變化受庫房溫濕度的影響，而庫房溫濕度又受外界天氣條件變化的影響。嚴格控制溫濕度以免加大庫房濕度，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、庫設(shè)施檢查幾方面,掌握一定的頻次，結(jié)果填報，對發(fā)現(xiàn)的明顯反常點立即報本部門主管采取措施，部門主管進行不定期抽查。2.4機械管理與物品管理設(shè)備需精心使用，認真養(yǎng)護，嚴格按照說明書上的操作規(guī)程進行，精細管理各種物品，降低損耗，進而降低成本,為了便于管理，機械要建檔，包括設(shè)備名稱、型號、產(chǎn)地、聯(lián)系人和聯(lián)系方式；另外，還要有隨機文件及配件，設(shè)備狀況，每次保養(yǎng)、檢修的詳細記錄與說明。各種物品如包裝物、包裝線、勞保用品、配件、工具等要建立臺帳，建立嚴格安全生產(chǎn)操作規(guī)程，用以保護人員安全，以及設(shè)備正常合理的使用。遇到問題多花時間精力去解決，并作為案例引以為鑒，預(yù)防同樣問題的

13、再次發(fā)生。3整體解決方案我們提供兩套解決方案來應(yīng)對不同的客戶,根據(jù)客戶規(guī)模的劃分為:普通型解決方案適用于50人以下的公司機構(gòu),部門院校使用,采用更加實用的硬件設(shè)備,滿足其日常辦公的需要.加強型解決方案適用于50人以上的公司機構(gòu)使用,更強大的硬件性能,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.更具有很強的性價比優(yōu)勢.種子入庫種子入庫情況有:新品種種子入庫；中間育種材料（品系）種子入庫；種子庫中的材料定期進行田間種植之后重新存種；庫存種子存量不足時，進行田間種植擴繁之后再次入庫；庫存種子出現(xiàn)問題，進行田間擴繁或者從別處獲取相同品種之后再次入

14、庫。入庫的步驟:寄存者將種子送到種質(zhì)資源庫接待處.種質(zhì)資源庫接待處的庫存管理員（以下簡稱庫管）檢查種子材料,和材料的證明信息,性狀表現(xiàn)信息等.庫管檢查完畢后,對于不合條件的情況,可以拒絕材料的存儲.對于符合條件的種質(zhì)資源,記錄材料的來源,等相關(guān)信息,存儲數(shù)量等,寄存者的相關(guān)信息,并將材料放置于材料倉庫內(nèi).庫管出具材料入庫憑據(jù),入庫結(jié)束種子出庫出庫的情況有: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；庫存種子定期取種抽檢種子的發(fā)芽率和含水量；庫存種子因庫存量不足或者需要田間種植觀察需要進行取種田間種植；因出現(xiàn)種子質(zhì)量不合格（含水量或發(fā)芽率不符合標準），需要取種進行田間種植

15、重新擴繁；出庫的步驟:取種者到達種質(zhì)資源庫接待處,告之需要的種子材料,并提供取種憑據(jù).庫管檢查憑據(jù)是否合法,如果不合法可以拒絕提供取種服務(wù).對于取種合法的情況,庫管檢查庫存情況,是否滿足取種者的需要,并到種質(zhì)倉庫取出材料.庫管記錄取種者信息,去向,取種憑據(jù),取出的材料信息,數(shù)量.庫管出具材料出庫憑據(jù).庫存盤點當系統(tǒng)運行一段時間后，因為秤，天平等計量設(shè)備導致的誤差，或者以為誤操作等，都會導致庫存的實物種子余量和系統(tǒng)記錄的余量有差別。有必要定期的對庫存余量進行一次盤點，來修正這樣的誤差，以保證系統(tǒng)的正常運行而不出現(xiàn)錯誤。種子檢測種子檢測，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，這個信息最好作為出庫信息提供給育種家；對于一批種子，不同品種的存儲年限會有差異，存儲過程中會抽檢很多次，因此會有多條抽檢信息，每隔幾年就會抽檢一次。在每次檢測結(jié)束后,庫管記錄檢測結(jié)果報告.記錄下每個材料檢測日期,檢測人,檢測的數(shù)據(jù)等.預(yù)警提醒檢測周期提醒，種子入庫后，經(jīng)過一段時間，會發(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間抽檢，以保證倉儲種子的正常使用。對一個入庫的種子設(shè)定一個預(yù)警時間，在即將到達這個預(yù)警時間時給出提醒，類似鬧鐘功能。該次提醒成功后，庫管進行種子監(jiān)測，監(jiān)測完畢后，重置預(yù)警數(shù)據(jù)，相當于重新開啟鬧鐘，等待下次的提醒。余額（余量）提醒，種子入庫后，設(shè)定一

17、個余額提醒標準，當庫存的數(shù)量低于該標準時，及時提醒。儲藏設(shè)備管理對現(xiàn)有儲藏設(shè)備信息以及層級關(guān)系的管理，目前有一部分的種子是儲存好的，就是按“庫-架子-層-箱子-號”進行編制的，同時可以自定義進行編制。不同的儲藏室可能有不同的倉庫設(shè)備,倉儲容器.根據(jù)不同的種質(zhì)材料,使用對應(yīng)的合適的儲藏設(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。通過特征代號，進行快速查詢，獲得種子信息。對于種子信息分兩類，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）。對于入庫的種子,都可以查詢到這些信息.作物資源圖片圖片資料通過在育種過程中拍攝取得.這些圖片更準確的記錄下種質(zhì)材料在生長期時的生長情況,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)展的圖片識別技術(shù),我們可