一種作物選種新方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種作物選種新方法，該方法包括以下的步驟：1）作物生長期田間照片拍攝與處理；2）種子圖片的拍攝；3）育種材料的整理分析；4）選種。本發(fā)明植株性狀利用照片拍攝后直接導(dǎo)入電腦，省去了輸入電腦的麻煩。種子性狀利用品質(zhì)分析時，同時拍攝直接輸入電腦，省去種子性狀先登記，后輸入電腦的過程，既提高速度，又不會出錯。而且照片直接輸入電腦觀察分析比較直觀，并且育種家可進行植株、種籽、品質(zhì)3個關(guān)鍵性狀一起判斷，既提高準確性，又提高了效率，并有利于對各材料的電子文檔保存，可實現(xiàn)植株再現(xiàn)等優(yōu)點。
【專利說明】一種作物選種新方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種作物選種的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前作物選種是在作物生長不同生育時期，田間記載各家系的田間長勢、整齊度、株型、生育期等，成熟后對田間中選單株收回進行種籽性狀(大小、顏色)登記，再實驗室檢測品質(zhì)。然后根據(jù)上述性狀進行綜合判斷選種。這種方法是各種性狀選記載在記載本上，再輸入電腦，費工費時，效率低，并且田間記載和種子性狀是憑頭腦判斷，準確度不高，難以標準化。并且不能把植株、種子、品質(zhì)三個主要性狀放在一起比較，容易將好的材料丟失?，F(xiàn)有技術(shù)是科技人員到田間觀察記載，不同科技人員受經(jīng)驗和對材料的了解不同，記載結(jié)果會有差異，記載后的數(shù)據(jù)又要化大量時間輸入電腦，效率低。
[0003]作物育種從雜交組合配制開始，需經(jīng)6-8年組合分離世代選育，才能培育出一個能生產(chǎn)應(yīng)用的優(yōu)良品種。在分離世代不同品系間和單株間存在著長勢、產(chǎn)量、品質(zhì)、熟期等的差異。如油菜育種一個家系要選擇多個單株進行套袋或者開放選擇留種，而下年就要根據(jù)種子的品質(zhì)和田間長勢進行選擇優(yōu)良品系和單株種植，田間長勢是憑借在苗期、花期、成熟期的田間記載來判斷，而田間記載的項目(如長勢、株高、分枝數(shù)、葉色、抗倒、抗病、角果長度、結(jié)角密度、主花序長短等)都是靠人的眼睛和大腦做出判斷，即使同樣的判斷標準，同一個人在不同時間不同田塊的判斷也不一樣，不同人的判斷更存在很大誤差。
[0004]另外，作物育種的系譜就是育種材料的來龍去脈，相當(dāng)于人類的家譜，分析育種材料的系譜，即清楚祖宗各代的田間性狀和品質(zhì)性狀，對于選種具有重要的作用，而傳統(tǒng)的做法是通過人工查找每年的記載本，根據(jù)當(dāng)年的材料名和小區(qū)號，逐年反推，非常麻煩，很難在短時間內(nèi)把上萬份材料的系譜查找出來。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本專利針對現(xiàn)有作物育種中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種作物選種新方法，該方法實現(xiàn)了植株、種子、品質(zhì)三個性狀可以同步選擇，減少了植株、種子性狀的記載和再登記到電腦的麻煩，大大提高的選種效率和準確度。
[0006]為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
一種作物選種新方法，該方法包括以下的步驟:
O作物生長期田間照片拍攝與處理
在作物生長期的苗期、花期和成熟期分別對每個株系進行拍照，各種拍照參數(shù)根據(jù)天氣條件進行調(diào)整，大多以手動設(shè)置為好，每隔幾十個材料，把田間的牌子也拍攝進去，將文件名修改為與田間號一致，供選種軟件自行查找；并對圖片批量添加田間號、含油量、芥酸、硫甙、油酸文字信息，并可自行選擇添加的位置；
2)種子圖片的拍攝將種子圖片拍攝和近紅外分析品質(zhì)性狀結(jié)合起來，在近紅外分析儀掃描的間隙進行種子圖片拍攝，同時得到品質(zhì)分析數(shù)據(jù)、種子形態(tài)照片和性狀數(shù)據(jù)，所拍攝照片不但用來選種軟件中顯示，并用來計算種子的顏色和千粒重；
3)育種材料的整理分析
把田里收回來的每個單株的種子按照不同區(qū)號排序，用種子登記軟件寫入Excel，填寫材料名稱，分析其品質(zhì)，包括含油量、芥酸、硫苷和油酸，用種子顏色和千粒重計算軟件計算其種子顏色和千粒重，作為選種的指標；
4)選種
設(shè)計油菜育種選種程序，軟件按照田間小區(qū)編號依次將各個單株的品質(zhì)性狀、田間圖片、種子圖片和系譜一一呈現(xiàn)出來，按空格鍵顯示下一小區(qū)，按B鍵顯示上一小區(qū)，品質(zhì)性狀的顯示方式又可有表格模式、圖片模式和圖表模式，其中圖表模式是將各個單株的含油量自動生成柱形圖或線形圖，并顯示此小區(qū)的含油量的平均值和標準差，每個單株的含油量也標記在圖表中，芥酸和硫甙含量如果超過設(shè)定值顯示紅色以表報警，開放選擇的單株也顯示紅色，否則顯示綠色；圖片模式是以各個單株的種子圖片為背景，含油量、芥酸和硫甙也與圖表模式相同的顯示方式，并且標有各個單株含油量的線形變化趨勢圖；
根據(jù)設(shè)定條件自動選擇下年種植材料，或者點擊表格的行、種子圖片、柱形圖的柱或線形圖的原點進行手動選擇，與其對應(yīng)的Excel表格的記錄就會標記中選單株的顏色，已經(jīng)有顏色的再次點擊會自動取消中選。
[0007]作為優(yōu)選，所述的種子圖片的拍攝包括以下的步驟:
①用自制支架固定相機，既能使相機不動，又能調(diào)節(jié)高度，用水平儀把相機放平；
②在相機的兩邊固定2個臺燈，垂直向下放置，使得光強相對一致，消除陰影；
③下載佳能相機的驅(qū)動及應(yīng)用軟件，電腦鼠標點擊或按空格鍵拍攝，利用電腦上的實時圖像來調(diào)整焦距，極大地提高了圖片的清晰度，修改照片的文件名，不致錯亂，所拍照片直接存放于電腦中；
④相機的參數(shù)設(shè)置:手動聚焦，曝光時間1/20，光圈7.1，IS0200，或者曝光時間1/30，光圈 8.0, IS0400 ；
⑤種子的放置:種子放在10厘米直徑的裝置中，拍攝時，抖動下使得種子盡可能的分離開。
[0008]本發(fā)明植株性狀利用照片拍攝后直接導(dǎo)入電腦，省去了輸入電腦的麻煩。種子性狀利用品質(zhì)分析時，同時拍攝直接輸入電腦，省去種子性狀先登記，后輸入電腦的過程，既提高速度，又不會出錯。而且照片直接輸入電腦觀察分析比較直觀，并且育種家可進行植株、種桿、品質(zhì)3個關(guān)鍵性狀一起判斷，既提聞準確性，又提聞了效率，并有利于對各材料的電子文檔保存，可實現(xiàn)植株再現(xiàn)等優(yōu)點。
[0009]另外，本方法自動顯示不同品系的各生長階段的照片及不同單株的種子照片，自動畫出各個單株含油量變化曲線圖(折線或柱形)，并標記芥酸和硫甙含量超標成紅色，非常直觀易懂。本方法不但可以O(shè)秒查找系譜，還能即刻呈現(xiàn)每世代的田間照片、種子照片和含油量的變化曲線等，既直觀又方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為田間拍攝照片(含田間牌子)。
[0011]圖2為圖像文件的批量改名軟件的視圖。
[0012]圖3為圖像批量加字軟件的視圖。
[0013]圖4為種子拍攝裝置、相機軟件和拍攝的種子圖片。
[0014]圖5為種子登記及名稱填寫軟件的視圖。
[0015]圖6為寫入Excel圖。
[0016]圖7為種子顏色和千粒重計算軟件的視圖。
[0017]圖8為圖表模式柱形圖和系譜顯示。
[0018]圖9為圖片模式和系譜柱形圖顯示。
[0019]圖10為圖表模式線形圖和苗期照片顯示。
[0020]圖11為表格模式和成熟期照片顯示。
[0021]圖12為設(shè)置界面和苗期照片。
[0022]圖13為查看各年度的苗期、花期和成熟期照片。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做一個詳細的說明。
[0024]1、作物生長期田間照片拍攝與處理
在作物生長期如油菜的苗期、花期和成熟期等反映作物生長狀況關(guān)鍵時期，分別對每個株系的關(guān)鍵時期進行拍照，所用設(shè)備以當(dāng)前的各種類型的智能手機為佳，各種拍照參數(shù)根據(jù)天氣條件進行調(diào)整，大多以手動設(shè)置為好，每隔幾十個材料，把田間的牌子也拍攝進去(如圖1)，以防出錯，由于所拍照片無法設(shè)置文件名，本方法利用自己編寫的批量文件改名軟件(圖2)，可對文件名修改為與田間號一致，以便選種軟件自行查找。還用自行編寫的圖像加字軟件(圖3)對圖片批量添加田間號、含油量、芥酸、硫甙、油酸等文字信息，并可自行選擇添。
[0025]2、種子圖片的拍攝
種子圖片包含了種子的大小和顏色信息，同一品系的不同單株的種子圖片比較還可發(fā)現(xiàn)變異株或雜株對于育種材料的選擇非常重要，本方法將種子圖片拍攝和近紅外分析品質(zhì)性狀結(jié)合起來，在近紅外分析儀掃描的間隙進行種子圖片拍攝，可同時得到品質(zhì)分析數(shù)據(jù)，又同時得到種子形態(tài)照片和性狀數(shù)據(jù)，極大提高了工作效率。所拍攝照片不但用來選種軟件中顯示，還用來計算種子的顏色和千粒重。
[0026]本方法圖片拍攝的裝置及方法(圖4)如下:
(1)用自制支架固定相機，既能使相機不動，又能調(diào)節(jié)高度，用水平儀把相機放平。如圖1
(2)為了消除陽光的影響，在相機的兩邊固定2個臺燈，垂直向下放置，使得光強相對一致，消除陰影。
[0027](3)防止按動快門致使相機晃動，下載佳能相機的驅(qū)動及應(yīng)用軟件(圖2)，電腦鼠標點擊或按空格鍵拍攝，大大提高了效率，利用電腦上的實時圖像來調(diào)整焦距，極大地提高了圖片的清晰度，還可以自己修改照片的文件名，不致錯亂，所拍照片直接存放于電腦中，省去了導(dǎo)入圖片的麻煩。
[0028](4)相機的參數(shù)設(shè)置:手動聚焦，曝光時間1/20，光圈7.1，IS0200，或者曝光時間1/30，光圈8.0, IS0400，效果更好，但拍攝的照片占用硬盤空間較大。
[0029](5)種子的放置:種子放在10厘米直徑的裝置中，拍攝時，抖動下使得種子盡可能的分離開。
[0030]3、育種材料的整理分析
把田里收回來的每個單株的種子按照不同區(qū)號排序，用自寫的種子登記軟件(圖5)寫AExcel (圖6)，填寫材料名稱(圖5)，分析其品質(zhì)(含油量、芥酸、硫苷和油酸)，用種子顏色和千粒重計算軟件(圖7)計算其種子顏色和千粒重，這些指標都是作為選種的指標。
[0031]例如圖6:凡2-1到凡2-5的意思是“凡2”小區(qū)的材料共在田里選了 5株，他們來自SE046X758組合后代，這5株的品質(zhì)、顏色、大小等是不一樣的，那么要根據(jù)他們的品質(zhì)和種子性狀、田間長勢來決定下年要選幾株種到田里去。
[0032]4、選種
油菜育種選種程序V1.0 (如圖8-13)是本方法的核心，軟件按照田間小區(qū)編號依次將各個單株的品質(zhì)性狀、田間圖片、種子圖片和系譜一一呈現(xiàn)出來，按空格鍵顯示下一小區(qū)，按B鍵顯示上一小區(qū)，品質(zhì)性狀的顯示方式又可有表格模式(圖11 )、圖片模式(圖9)和圖表模式(圖8、10)，其中圖表模式是將各個單株的含油量自動生成柱形圖或線形圖，并顯示此小區(qū)的含油量的平均值和標準差，每個單株的含油量也標記在圖表中，芥酸和硫甙含量如果超過設(shè)定值顯示紅色以表報警，開放選擇的單株也顯示紅色，否則顯示綠色，將大腦的判斷轉(zhuǎn)化為眼睛的預(yù)判斷，可大大提高工作效率和判斷的準確性；圖片模式是以各個單株的種子圖片為背景，含油量、芥酸和硫甙也與圖表模式相同的顯示方式，并且標有各個單株含油量的線形變化趨勢圖，利于多性狀綜合考慮，提高育種選擇的有效性。
[0033]本方法還可在整個材料中查找到來源相同的小區(qū)，并顯示其含油量平均值、標準差、最大值和最小值及此小區(qū)上年的原號和含油量，方便對不同株系進行比較分析。
[0034]本方法根據(jù)設(shè)定條件自動選擇下年種植材料,也可點擊表格的行、種子圖片、柱形圖的柱或線形圖的原點進行手動選擇，與其對應(yīng)的Excel表格的記錄就會標記中選單株的顏色，已經(jīng)有顏色的再次點擊會自動取消中選。
[0035]查找到的系譜會以表格的形式將年份、田間號、原號、名稱、品質(zhì)性狀等顯示出來，其含油量以圖表(柱形圖或線形圖)的形式顯示，點擊表格的行或圖表的柱會顯示當(dāng)年其田間苗期、花期和成熟期的圖片(圖13)讓苗期和成熟期圖片在2個不同的窗口顯示，可點擊選擇查看，也可按設(shè)定時間自動播放(圖12)，圖片可通過鼠標滑輪進行放大或縮小，用圖片上邊和左邊的滾動條移動圖片。
【權(quán)利要求】
1.一種作物選種新方法，其特征在于該方法包括以下的步驟: 1)作物生長期田間照片拍攝與處理 在作物生長期的苗期、花期和成熟期分別對每個株系進行拍照，各種拍照參數(shù)根據(jù)天氣條件進行調(diào)整，大多以手動設(shè)置為好，每隔幾十個材料，把田間的牌子也拍攝進去，將文件名修改為與田間號一致，供選種軟件自行查找；并對圖片批量添加田間號、含油量、芥酸、硫甙、油酸文字信息，并可自行選擇添加的位置； 2)種子圖片的拍攝 將種子圖片拍攝和近紅外分析品質(zhì)性狀結(jié)合起來，在近紅外分析儀掃描的間隙進行種子圖片拍攝，同時得到品質(zhì)分析數(shù)據(jù)、種子形態(tài)照片和性狀數(shù)據(jù)，所拍攝照片不但用來選種軟件中顯示，并用來計算種子的顏色和千粒重； 3)育種材料的整理分析 把田里收回來的每個單株的種子按照不同區(qū)號排序，用種子登記軟件寫入填寫材料名稱，分析其品質(zhì)，包括含油量、芥酸、硫苷和油酸，用種子顏色和千粒重計算軟件計算其種子顏色和千粒重，作為選種的指標； 4)選種 設(shè)計油菜育種選種程序，軟件按照田間小區(qū)編號依次將各個單株的品質(zhì)性狀、田間圖片、種子圖片和系譜一一呈現(xiàn)出來，按空格鍵顯示下一小區(qū)，按8鍵顯示上一小區(qū)，品質(zhì)性狀的顯示方式又可有表格模式、圖片模式和圖表模式，其中圖表模式是將各個單株的含油量自動生成柱形圖或線形圖，并顯示此小區(qū)的含油量的平均值和標準差，每個單株的含油量也標記在圖表中，芥酸和硫甙含量如果超過設(shè)定值顯示紅色以表報警，開放選擇的單株也顯示紅色，否則顯示綠色；圖片模式是以各個單株的種子圖片為背景，含油量、芥酸和硫甙也與圖表模式相同的顯示方式，并且標有各個單株含油量的線形變化趨勢圖； 根據(jù)設(shè)定條件自動選擇下年種植材料，或者點擊表格的行、種子圖片、柱形圖的柱或線形圖的原點進行手動選擇，與其對應(yīng)的表格的記錄就會標記中選單株的顏色，已經(jīng)有顏色的再次點擊會自動取消中選。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物選種新方法，其特征在于種子圖片的拍攝包括以下的步驟: ①用自制支架固定相機，既能使相機不動，又能調(diào)節(jié)高度，用水平儀把相機放平； ②在相機的兩邊固定2個臺燈，垂直向下放置，使得光強相對一致，消除陰影； ③下載佳能相機的驅(qū)動及應(yīng)用軟件，電腦鼠標點擊或按空格鍵拍攝，利用電腦上的實時圖像來調(diào)整焦距，極大地提高了圖片的清晰度，修改照片的文件名，不致錯亂，所拍照片直接存放于電腦中； ④相機的參數(shù)設(shè)置:手動聚焦，曝光時間1/20，光圈7.1，130200，或者曝光時間1/30，光圈 8.0，180400 ； ⑤種子的放置:種子放在10厘米直徑的裝置中，拍攝時，抖動下使得種子盡可能的分離開。
【文檔編號】G06Q50/02GK104463687SQ201410648097
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】林寶剛, 張冬青, 余華勝, 張堯鋒, 華水金 申請人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院