摘 要：針對寧夏地區(qū)葡萄種質(zhì)資源的保護與利用，以銀川葡萄經(jīng)濟林國家林木種質(zhì)資源圃的葡萄砧木、鮮食和釀酒品種等種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，采用J2EE+SQLServer數(shù)據(jù)庫+Spring架構(gòu)、葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準，構(gòu)建基于WEB的葡萄種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)。對葡萄性狀和屬性進行規(guī)范化和標(biāo)準化處理，采用二維碼技術(shù)，為每個品種構(gòu)建獨特的識別碼，實現(xiàn)全程識別。同時，繪制種質(zhì)資源圃實生苗木電子分布標(biāo)識圖，對葡萄種質(zhì)資源和植株生長性狀和經(jīng)濟性狀等表型性狀數(shù)據(jù)進行高效分類管理、種質(zhì)資源信息保存與性狀信息共享，提高了葡萄種質(zhì)資源的數(shù)字保護、利用管理和知識化服務(wù)水平，旨在為葡萄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

關(guān)鍵詞：葡萄種質(zhì)資源； 數(shù)據(jù)庫； 管理系統(tǒng)； 知識化服務(wù)； 可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：S663.1" " " " 文獻標(biāo)識碼：A" " " 文章編號：1002-204X（2023）10-0065-05

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2023.10.016

Development and Management System Construction of the Grape Germplasm Resource Database in Ningxia

Li Ji1， Wang Dun2*， Niu Ruimin3， Liu Jian1， Zhang Xuejian1

（1.Institute of Agricultural Economy and Information Technology， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002; 2.Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002; 3.Horticultural Institute， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract This article focuses on the protection and utilization of grape germplasm resources in Ningxia. Based on the grape germplasm resources of viticulture economic forests in Yinchuan， including grape rootstocks， fresh eating varieties and wine-making varieties， a web-based grape germplasm resource database and management system were established using J2EE + SQLServer database + Spring architecture， grape germplasm resource description specifications and data standards. The grape traits and attributes were standardized and processed using QR code technology to construct unique identification codes for each variety for full-process identification. At the same time， an electronic distribution map of the germplasm resource nursery was drawn to efficiently classify and manage phenotypic traits of grape germplasm resources， plant growth traits and economic traits. This improved the digital protection， utilization management and knowledge service level of grape germplasm resources， aiming to provide strong support for the sustainable development of the grape industry.

Key words Grape germplasm resources; Database; Management system; Knowledge service; Sustainable development

葡萄是世界上栽培范圍最廣的果樹之一，分布廣泛。據(jù)國際葡萄與葡萄酒組織（OIV）統(tǒng)計，2022年全球葡萄園面積預(yù)計為730萬hm2。寧夏賀蘭山東麓具有獨特的風(fēng)土條件，其出產(chǎn)的葡萄酒具有甘潤平衡的東方特性，是中國最大的集中連片葡萄產(chǎn)區(qū)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，寧夏釀酒葡萄種植面積已達3.89萬hm2，占全國35%左右。2021年，國家葡萄及葡萄酒產(chǎn)業(yè)開放發(fā)展綜合試驗區(qū)落戶寧夏，葡萄酒產(chǎn)業(yè)已成為寧夏重要特色產(chǎn)業(yè)，加強對葡萄優(yōu)良品種資源的保護和合理開發(fā)利用，對葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。課題組以銀川葡萄經(jīng)濟林國家林木種質(zhì)庫收集的葡萄砧木品種、鮮食品種、釀酒品種等種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，設(shè)計并開發(fā)了一個基于Web的葡萄種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，為用戶全面了解葡萄種質(zhì)特性，開展品種資源鑒定評價提供數(shù)據(jù)支持，旨在促進寧夏葡萄種質(zhì)資源的數(shù)字化保護和合理開發(fā)利用[1-4]。

1 寧夏葡萄種質(zhì)資源庫設(shè)計

1.1 寧夏葡萄種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)數(shù)據(jù)描述規(guī)范

由于葡萄種質(zhì)資源的品種繁多，品種性狀、抗逆性、抗病性等特征差異性較大，相關(guān)研究人員對葡萄種質(zhì)信息的描述差異大且時間跨度大導(dǎo)致數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，使各來源數(shù)據(jù)達到規(guī)范化、標(biāo)準化的統(tǒng)一管理，是葡萄種質(zhì)資源數(shù)據(jù)廣泛利用的基礎(chǔ)?？紤]數(shù)據(jù)庫的通用性和可移植性，以國家自然科技資源共享平臺建設(shè)項目中編制的《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范》叢書規(guī)定的葡萄種質(zhì)資源的描述規(guī)范、數(shù)據(jù)標(biāo)準和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)范為基礎(chǔ)，完成資源數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

包括基本信息（全國統(tǒng)一編號、資源編號、種質(zhì)名稱、科名、屬名、學(xué)名、原產(chǎn)國、原產(chǎn)省系譜等23個字段），品質(zhì)特性（果皮厚度、果皮澀味、果肉液汁、出汁率等14個字段），形態(tài)及生物學(xué)特性——幼葉（幼葉表面顏色、幼葉表面光澤、幼葉表面葉脈間有絨毛、成齡葉形狀、成齡葉表面顏色等26個字段），形態(tài)及生物學(xué)特性——嫩梢新梢（嫩梢梢尖形態(tài)、新梢姿態(tài)、新梢卷布長度、節(jié)間腹側(cè)顏色等9個字段），形態(tài)及生物學(xué)特性——花（花器類型、植株生長勢、萌芽率、結(jié)果枝百分率、每結(jié)果枝果穗數(shù)等20個字段），其他特性（抗寒性、抗堿性、葡萄白腐病抗性、葡萄霜霉病抗性、指紋圖譜與分子標(biāo)記等11個字段）等100余項字段內(nèi)容設(shè)計，其中：必填項49個。

2 寧夏葡萄種質(zhì)資源管理系統(tǒng)研發(fā)

葡萄種質(zhì)資源管理系統(tǒng)前端部分基于MVVM模式進行開發(fā)，采用B/S模式進行系統(tǒng)實現(xiàn)。前端部分：框架采用了比較流行的漸進式JavaScript框架Vue.js，使用Vue-Router和Vuex實現(xiàn)動態(tài)路由和全局狀態(tài)管理，Ajax實現(xiàn)前后端通信，Element UI組件庫使頁面快速成型，項目前端通過柵格布局實現(xiàn)響應(yīng)式。后端部分：采用springboot作為開發(fā)框架，同時集成MyBatis、Redis等相關(guān)技術(shù)，采用Microsoft SQL Server 2008 R2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

2.1 總體架構(gòu)

根據(jù)用戶需求，葡萄種質(zhì)資源管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、支撐層、應(yīng)用層。技術(shù)標(biāo)準、系統(tǒng)安全與管理貫穿于各層面。系統(tǒng)采用分層模塊設(shè)計原則，各模塊之間通過松耦合的接口關(guān)聯(lián)，層次分明，功能定位明確。接口定義參數(shù)簡潔明了，語義清晰。建設(shè)框架由基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層和用戶層5個有機層次結(jié)構(gòu)組成，涵蓋主要平臺建設(shè)內(nèi)容。葡萄種質(zhì)資源管理平臺的總體體系架構(gòu)如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

葡萄種質(zhì)資源管理系統(tǒng)主要用于寧夏農(nóng)林科學(xué)院葡萄種質(zhì)資源圃種質(zhì)資源管理信息化，采用二維碼技術(shù)“一種一碼”數(shù)據(jù)錄入，采用聚類分析、主成分分析等數(shù)據(jù)分析方法實現(xiàn)品種特性統(tǒng)計分析，按照區(qū)、行、列進行編號繪制種質(zhì)資源圃實生苗木電子分布標(biāo)識圖。系統(tǒng)包括種質(zhì)資源名錄、統(tǒng)計分析、種質(zhì)資源分布、系統(tǒng)管理四大模塊。

2.2.1 種質(zhì)資源名錄模塊

種質(zhì)資源名錄模塊主要包括資源數(shù)據(jù)錄入、查看數(shù)據(jù)詳細信息、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、快速檢索、高級檢索、圖片檢索等功能，種質(zhì)資源名錄如圖2所示。種質(zhì)資源錄入：根據(jù)頁面標(biāo)題填寫對應(yīng)的詳情信息；分別需要填寫種質(zhì)資源“基本信息”數(shù)據(jù)，“形態(tài)及生物學(xué)——嫩梢新梢”，“形態(tài)及生物學(xué)——枝條”，“形態(tài)及生物學(xué)——葉”等10項信息數(shù)據(jù)；信息填寫為完成時，可以對數(shù)據(jù)進行暫存，下次進入系統(tǒng)可繼續(xù)進行填寫，信息錄入完成后，需要審核員審核確認?？焖贆z索：根據(jù)輸入的葡萄種質(zhì)名稱搜索相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。高級檢索：根據(jù)不同的檢索條件進行查詢檢索，如統(tǒng)一編號、種質(zhì)名稱、保存單位等。圖片檢索：根據(jù)輸入的葡萄種質(zhì)名稱檢索相關(guān)圖片。數(shù)據(jù)詳情：可以查看種質(zhì)資源的詳細信息，種質(zhì)資源詳情頁面如圖3所示。數(shù)據(jù)導(dǎo)入：可以按照模板批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)，種質(zhì)資源數(shù)據(jù)模板如圖4所示。數(shù)據(jù)導(dǎo)出：可以導(dǎo)出多調(diào)數(shù)據(jù)壓縮包。

2.2.2 種質(zhì)資源分布模塊

按照區(qū)、行、列進行編號，繪制種質(zhì)資源圃實生苗木電子分布標(biāo)識圖采用二維碼技術(shù)，構(gòu)建“一種一碼、全程識別”的賦碼識別與規(guī)范化種苗性狀和屬性描述合為一體的統(tǒng)一編碼標(biāo)識。展示種質(zhì)資源在地塊上的分布情況，葡萄的圖標(biāo)表示該點位在地塊上有種質(zhì)信息，黃色圖標(biāo)表示沒有種質(zhì)信息；地塊左側(cè)和頂部表示種質(zhì)資源的位置信息，可以查看種植資源詳細信息。種質(zhì)資源分布如圖5所示。

2.2.3 統(tǒng)計分析模塊

采用聚類分析、主成分分析等數(shù)據(jù)分析方法[5]，根據(jù)葡萄種質(zhì)資源的性狀特征將其劃分為不同的類別，將多個性狀指標(biāo)簡化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)，準確、快捷地生成各類統(tǒng)計和分析數(shù)據(jù)，為研究人員針對性地篩選種質(zhì)資源、優(yōu)化育種方案、提高育種效率，提供了重要數(shù)據(jù)參考。

2.2.4 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊包括用戶管理、系統(tǒng)日志和系統(tǒng)幫助。用戶管理分為系統(tǒng)管理員、審核員和普通用戶3個等級，只有系統(tǒng)管理員可以為其他用戶分配相應(yīng)權(quán)限，進行用戶添加、刪除、編輯、查看等操作。

3 結(jié)論

本文以銀川葡萄經(jīng)濟林國家林木種質(zhì)資源圃種質(zhì)資源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范》規(guī)定的葡萄種質(zhì)資源的描述規(guī)范、數(shù)據(jù)標(biāo)準等構(gòu)建基于Web的葡萄種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對種質(zhì)資源庫植株進行精準編號和定位，各項種質(zhì)資源性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)分析和抽取、植株生長性狀和形態(tài)性狀等表型性狀數(shù)據(jù)的高效分類管理，為用戶提供了更全面、準確的數(shù)據(jù)支持，減少了人為錯誤，全面提高種質(zhì)資源管理工作的預(yù)見性、準確性、科學(xué)性。

參考文獻：

[1] 趙澤英，彭志良. 貴州農(nóng)作物種質(zhì)資源信息共享系統(tǒng)研究[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（6）：181-184.

[2] 徐朝宇. 基于無人機及二維碼技術(shù)的山杏種質(zhì)資源信息管理研究[D]. 沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

[3] 王榆夫，陳莉，陳可欽，等. 世界主要葡萄種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫的功能與使用[J]. 植物遺傳資源學(xué)報，2023，24（2）：532-549.

[4] 田智碩，姜建福，張國海，等. 國外主要葡萄種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫簡介[J]. 中外葡萄與葡萄酒，2012（1）：59-62.

[5] 張小琳. 基于多元線性回歸分析的種質(zhì)資源數(shù)據(jù)研究和應(yīng)用[D]. 長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2017.

責(zé)任編輯：周慧

基金項目：寧夏農(nóng)林科學(xué)院創(chuàng)新引導(dǎo)基金項目（NKYG-23-

02）、寧夏釀酒葡萄智慧種植關(guān)鍵技術(shù)研究與示范。

作者簡介：李季（1980—），女，吉林乾安人，副研究員，主要研究方向為農(nóng)業(yè)信息化、深度學(xué)習(xí)和農(nóng)業(yè)病蟲害識別。

*通信作者：王盾 （1970—），女，研究館員，研究方向為信息資源管理。

收稿日期：2023-03-20