水稻科学数据的集成及应用_农业科学
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水稻科学数据的集成及应用

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  • 主要完成单位:中国水稻研究所
  • 主要完成人员:鄂志国,王磊,庄杰云,钱前,向镜,申红芳,王糯兴,颜文斌,汪玉军
  • 起  止  时  间 :
  • 获  奖  情  况 :2014年浙江省科技进步奖二等奖
  • 内  容  提  要 :
     当今,现代生物信息技术虽取得长足发展,但在传统农业研究上的应用相对滞后,为解决这一难题,本项目创建了一个以水稻为研究对象,融贯多学科的综合性数据库。主要研发内容包括如下方面。
  (1)开发系谱树,创建中国水稻品种及其系谱数据库,收录国内外水稻品种和育种材料等数据近1.5万份(记录数超过4.0万条,包括历年全部的审认定品种、大面积推广品种和获得品种权品种,以及部分外引和农家品种);构建优异稻种资源数据集和大品种指纹数据集,收集优异稻种资源数据共计5379份。本数据库是国内有关水稻品种资料最全,且唯一带有系谱追溯功能的数据库。在系谱追溯分析基础上,提出“骨干亲本”评价方法,即对同时代育成的种质和同样的衍生世代进行量化比较,有助于育种家高效选择亲本。
  (2)创建水稻功能基因数据库,以文献析出的方式整合了国内外报道的水稻功能基因2545个(翻阅国内外文献超过1.9万篇,基本收集齐水稻领域有功能研究的全部基因);利用矢量可标记语言(VML)和可缩放矢量图形(SVG),开发出基于浏览器的遗传图谱生成程序和基因结构图生成程序,并对水稻产量关键性状相关QTL进行图谱整合,以千粒重为例,发现1号染色体长臂末端存在调控粒重的重要基因;针对抽穗期、育性恢复、抗白叶枯病、抗稻瘟病和米质等重要性状,构建育种上有利基因的整合数据集和重要功能基因的分子标记数据库。这些工作为功能基因组研究和分子辅助育种提供了重要的参考依据。
  (3)自主开发了用于知识管理的本体系统(Ontology)。收录水稻相关术语2300多条,在国内开创性地将此系统应用于水稻功能基因数据库和参考文献数据库的管理;通过独特的库结构设计,将不同学科数据进行有机整合,有助于节省科研人员的跨平台检索时间,提高了效率。
  本成果共获得软件着作权3份(2011SR036932,2013SR106007,2014SR073934),发表学术论文20余篇,截至2013年10月,数据库所载内容和发表论文已分别被他人引用167次和204次。
  本项目的成果(ricedata.cn),目前已得到广泛应用,产生重要影响。它以网站形式为用户提供信息,每日访问人数超过535个,在国内外农学类信息系统中,访问量名列前茅,超过国际知名网站gramene.org。除了每日的常规查询服务外,还为国内众多有需求的科研与教学单位无偿提供“目标种质衍生后代批量查询”等专项科技服务,帮助育种家评判目标种质在育种中的利用价值,高效选择亲本。数据库结构和控制程序,也为其他作物同类信息系统的创建提供了模板。
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