中國種業正面臨，前所未有的機遇與挑戰。隨著第四次工業革命的進行，數字化時代即將來臨。數字計算機應用，已經輻射到種植行業。
能否完成數字化轉化工作，成為未來發展的重要影響因素。電子計算機和生物工程的發明和應用，是人類文明第三次科技革命的主要標志。
現代信息技術和生物技術，是構建現代化作物育種平臺的根本方法。大數據是與材料和能源一樣，重要的新型戰略資源。信息化是育種的主流趨勢和必然選擇。
而信息化育種平臺較少，嚴重制約了中國現代種業的發展。在大數據背景下，推動作物育種由3.0時代的設計育種，轉變為4.0時代的信息化育種。這是農業育種機構，近期面臨的關鍵問題。
本文以促進育種效率提升，解決信息化育種存在的主要問題，規劃出可行的信息化育種實施策略為研究重點。
一、信息化在育種中的應用
1、種質資源管理
種質資源管理工作，對于作物育種來說是一項基礎性工作。傳統種質資源管理耗費大量人力物力。信息數據收集緩慢。且資源庫信息傳遞，易受種質管理人員流動的影響。
采用信息技術對種質資源進行管理，可以實現種質資源快速查詢、高效利用。上海農業生物基因中心建立的種質資源庫管理信息系統，為農作物準入、品種權執法提供技術支撐。
2、數據采集
育種親本性狀調查與比較、后代室內考種，以及實驗室檢測等各個環節，都要大量采集數據。傳統數據獲取的方法勞動強度大、時間長、操作要求高，易受主觀因素影響，限制育種規模化發展。
傳統的數據采集方式，在短時間內很難準確對試驗點數據進行分析和比較。目前許多國家已開始將現代信息技術、傳感技術、自動化技術，應用到育種中。
并開發出一系列，適用于育種環節的智能檢測輔助儀器設備。依托信息化智能化產品設備，可以減少勞動強度、降低投入成本。
提高育種效率，加速育種進程。同時數字圖像處理技術在病害診斷、子粒發芽監測等方面，應用日益廣泛。采用先進的圖像掃描技術，可以準確地獲得農作物的形貌特征數據。
3、系譜分析
近年審定農作物品種，普遍存在遺傳背景狹窄、遺傳多樣性不夠豐富的問題。多數品種親緣關系較近，在育種中迫切需要引入新的種質資源，拓寬遺傳背景。
系譜圖記載了家族各世代成員及親屬關系，是指導雜交育種和親本選配的基礎信息。在傳統育種中，系譜圖通過手繪或普通電腦作圖軟件查詢繪制，繁瑣且費時費力。
利用信息化數據設計系譜圖繪制軟件，可快速輕松獲得系譜圖，為雜交育種和親本選配提供詳細資料。
4、試驗設計
常用的數理統計軟件如 DPS、SPSS、SAS 等，已具備試驗設計功能。Design Expert等專業試驗設計軟件，可通過兩級因子篩選設計、一般因子研究、混合物設計技術以及分割圖設計和分析等功能，幫助操作者提高試驗速率。
5、參試進程管理
農作物品種審定，需要經過申請和受理、品種試驗、審定與公告等環節。其中品種試驗包括區域試驗、生產試驗和DUS測試3部分。
對于育種單位來說，品種參試步驟繁多，且涉及知識產權責任重大。所以進程管理，變得十分重要。近年來隨著改革的深入，國家農業部門拓寬了試驗渠道、簡化了試驗程序、縮短了試驗審定時間。
面對諸多的作物類型和大量涌現的新品系，迫切需要專業的信息化平臺，對品系參試進程進行記錄、審核、跟蹤管理。
二、信息化育種實施步驟和要點
1、育種軟件的應用和軟件開發
國際種業巨頭紛紛采用現代信息技術開展智能育種，加快“經驗育種”向“精確育種”的轉變。目前市場上的主流商業化育種軟件產品有10余種。
國內僅有金種子育種平臺和農博士兩款。托普云農公司開發的種質資源庫管理系統(TPZY-CV2.0)，主要用于作物種質及中間材料等種質資源的信息化管理。
作為育種機構，目前可以先引進一些有成功案例的育種軟件，或信息管理系統進行應用。例如農博士育種家軟件V1.0、數據采集系統及條碼打印機。
僅需16萬元左右就可以完成單個作物育種課題組的信息化育種管理。在今后可以根據實際需要，利用R語言等開源軟件，設計和開發有自主知識產權的育種軟件和數據平臺。
2、管理規范化與流程信息化相互促進
無論是育種企業還是政府育種機構，行政管理規范化都是促進信息化的有效手段。例如在育種品系參試申報和植物新品種保護申報過程中，都需要加蓋單位公章。
在這個過程中，可以將信息化的工作落實到各育種課題，保證所有簽批事項中所涉及的信息均已錄入信息管理系統。從品種試驗信息管理，到種質資源庫管理再到產業化跟蹤管理循序漸進，實現作物育種全流程信息化。
3、信息化人才的引進和培養
作物育種信息化的實施，需要有既懂作物育種又懂計算機科學的復合型人才。在對育種信息進行采集和整理的過程中，能夠熟練使用育種軟件。
并且還需要實現各種自動化采集設備的數據對接。目前多數應用型農業科研機構，缺乏此類復合型人才。省級以上科研院所，擁有的生物信息學專業人才側重基礎研究，在品種選育方面缺乏足夠的經驗。
因此應在今后的人才培養過程中，重視原有育種人員的信息技術培養。使其在原有育種經驗的基礎上，能熟練掌握信息化技巧，推進信息技術在作物育種中普及。
4、信息共享與交流
數據公開、軟件開源與數據共享，已經成為了科技發展的重要潮流。為促進作物育種創新，育種機構應該抓住中國種業大數據平臺等免費數據平臺的利好。
在品種推廣和知識產權保護方面掌握實際動態。在育種數據資源得到有效保護和安全管理的前提下，與其他育種機構實施信息共享與互通。
隨著傳感器技術、物聯網技術和農業信息服務技術的不斷發展，信息化技術在育種中的作用日益明顯。通過構建信息化種質資源數據庫，摸清“家底”。
將親本選擇、材料組配、試驗管理、數據采集、遺傳分析、產業化應用等環節高效銜接。可以實現育種全程，數字化、一體化。與現有育種形式相比，可以節約資源、降低成本，是構建現代化作物育種平臺的根本途徑。
能否完成數字化轉化工作，成為未來發展的重要影響因素。電子計算機和生物工程的發明和應用，是人類文明第三次科技革命的主要標志。
現代信息技術和生物技術，是構建現代化作物育種平臺的根本方法。大數據是與材料和能源一樣，重要的新型戰略資源。信息化是育種的主流趨勢和必然選擇。
而信息化育種平臺較少，嚴重制約了中國現代種業的發展。在大數據背景下，推動作物育種由3.0時代的設計育種，轉變為4.0時代的信息化育種。這是農業育種機構，近期面臨的關鍵問題。
本文以促進育種效率提升，解決信息化育種存在的主要問題，規劃出可行的信息化育種實施策略為研究重點。
一、信息化在育種中的應用
1、種質資源管理
種質資源管理工作，對于作物育種來說是一項基礎性工作。傳統種質資源管理耗費大量人力物力。信息數據收集緩慢。且資源庫信息傳遞，易受種質管理人員流動的影響。
采用信息技術對種質資源進行管理，可以實現種質資源快速查詢、高效利用。上海農業生物基因中心建立的種質資源庫管理信息系統，為農作物準入、品種權執法提供技術支撐。
2、數據采集
育種親本性狀調查與比較、后代室內考種，以及實驗室檢測等各個環節，都要大量采集數據。傳統數據獲取的方法勞動強度大、時間長、操作要求高，易受主觀因素影響，限制育種規模化發展。
傳統的數據采集方式，在短時間內很難準確對試驗點數據進行分析和比較。目前許多國家已開始將現代信息技術、傳感技術、自動化技術，應用到育種中。
并開發出一系列，適用于育種環節的智能檢測輔助儀器設備。依托信息化智能化產品設備，可以減少勞動強度、降低投入成本。
提高育種效率，加速育種進程。同時數字圖像處理技術在病害診斷、子粒發芽監測等方面，應用日益廣泛。采用先進的圖像掃描技術，可以準確地獲得農作物的形貌特征數據。
3、系譜分析
近年審定農作物品種，普遍存在遺傳背景狹窄、遺傳多樣性不夠豐富的問題。多數品種親緣關系較近，在育種中迫切需要引入新的種質資源，拓寬遺傳背景。
系譜圖記載了家族各世代成員及親屬關系，是指導雜交育種和親本選配的基礎信息。在傳統育種中，系譜圖通過手繪或普通電腦作圖軟件查詢繪制，繁瑣且費時費力。
利用信息化數據設計系譜圖繪制軟件，可快速輕松獲得系譜圖，為雜交育種和親本選配提供詳細資料。
4、試驗設計
常用的數理統計軟件如 DPS、SPSS、SAS 等，已具備試驗設計功能。Design Expert等專業試驗設計軟件，可通過兩級因子篩選設計、一般因子研究、混合物設計技術以及分割圖設計和分析等功能，幫助操作者提高試驗速率。
5、參試進程管理
農作物品種審定，需要經過申請和受理、品種試驗、審定與公告等環節。其中品種試驗包括區域試驗、生產試驗和DUS測試3部分。
對于育種單位來說，品種參試步驟繁多，且涉及知識產權責任重大。所以進程管理，變得十分重要。近年來隨著改革的深入，國家農業部門拓寬了試驗渠道、簡化了試驗程序、縮短了試驗審定時間。
面對諸多的作物類型和大量涌現的新品系，迫切需要專業的信息化平臺，對品系參試進程進行記錄、審核、跟蹤管理。
二、信息化育種實施步驟和要點
1、育種軟件的應用和軟件開發
國際種業巨頭紛紛采用現代信息技術開展智能育種，加快“經驗育種”向“精確育種”的轉變。目前市場上的主流商業化育種軟件產品有10余種。
國內僅有金種子育種平臺和農博士兩款。托普云農公司開發的種質資源庫管理系統(TPZY-CV2.0)，主要用于作物種質及中間材料等種質資源的信息化管理。
作為育種機構，目前可以先引進一些有成功案例的育種軟件，或信息管理系統進行應用。例如農博士育種家軟件V1.0、數據采集系統及條碼打印機。
僅需16萬元左右就可以完成單個作物育種課題組的信息化育種管理。在今后可以根據實際需要，利用R語言等開源軟件，設計和開發有自主知識產權的育種軟件和數據平臺。
2、管理規范化與流程信息化相互促進
無論是育種企業還是政府育種機構，行政管理規范化都是促進信息化的有效手段。例如在育種品系參試申報和植物新品種保護申報過程中，都需要加蓋單位公章。
在這個過程中，可以將信息化的工作落實到各育種課題，保證所有簽批事項中所涉及的信息均已錄入信息管理系統。從品種試驗信息管理，到種質資源庫管理再到產業化跟蹤管理循序漸進，實現作物育種全流程信息化。
3、信息化人才的引進和培養
作物育種信息化的實施，需要有既懂作物育種又懂計算機科學的復合型人才。在對育種信息進行采集和整理的過程中，能夠熟練使用育種軟件。
并且還需要實現各種自動化采集設備的數據對接。目前多數應用型農業科研機構，缺乏此類復合型人才。省級以上科研院所，擁有的生物信息學專業人才側重基礎研究，在品種選育方面缺乏足夠的經驗。
因此應在今后的人才培養過程中，重視原有育種人員的信息技術培養。使其在原有育種經驗的基礎上，能熟練掌握信息化技巧，推進信息技術在作物育種中普及。
4、信息共享與交流
數據公開、軟件開源與數據共享，已經成為了科技發展的重要潮流。為促進作物育種創新，育種機構應該抓住中國種業大數據平臺等免費數據平臺的利好。
在品種推廣和知識產權保護方面掌握實際動態。在育種數據資源得到有效保護和安全管理的前提下，與其他育種機構實施信息共享與互通。
隨著傳感器技術、物聯網技術和農業信息服務技術的不斷發展，信息化技術在育種中的作用日益明顯。通過構建信息化種質資源數據庫，摸清“家底”。
將親本選擇、材料組配、試驗管理、數據采集、遺傳分析、產業化應用等環節高效銜接。可以實現育種全程，數字化、一體化。與現有育種形式相比，可以節約資源、降低成本，是構建現代化作物育種平臺的根本途徑。
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