集成育种平台与分子

集成育种平台与分子育种李慧慧;中国农业科学院作物科学研究所提纲背景集成育种平台（IBP）育种管理系统（BMS）育种支持和服务IBP在中国结语背景

TheContext农产品增长的压力

Imagemodifiedfrom‘WorldPopulationGrowth’byLaurenManningonFlickr,Oct.27,2008人口增加联合国FAO估计，世界人口在今后30-50年将依然保持较高速度，到2050年世界总人口将突破100亿。经济增长由于生活水平的提高，预计2025年要生产比现在多50％以上的食品才能满足需要。农产品增长的挑战世界耕地资源的数量正在减少，后备耕地资源有限，耕地质量受到严重退化的威胁；世界水资源供需矛盾日益尖锐；温室效应、大气污染及全球水污染问题十分突出。SmoggyBeijing“Ichallenge

thenextgeneration

tousenewscientifictoolsandtechniquestoaddresstheproblemsoftheworld’spoor.”

Dr.NormanBorlaug

1970NobelPeacePrizeLaureate生产更多更好的食品还要靠提高育种效率，而不是增加耕地面积Producingmoreandbetterfoodwilllargelydependonincreasingbreedingefficiency,notfarmingmoreland.集成育种平台

IntegratedBreedingPlatform(IBP)The

IntegratedBreedingPlatform(IBP)

isacomprehensiveweb-basedplatformenablingplantbreederstoaccessandusemodernbreedinginapracticalandsustainableway什么是集成育种平台？Dr.Jean-MarcelRibautDirector发展历程第一阶段PhaseI2009-14:工具研发第二阶段PhaseII2014-19:工具研发&工具推广应用第三阶段PhaseIII+2019-???:工具研发&工具推广应用&工具维护

主要的发展节点Keymilestones:育种管理系统（BreedingManagementSystem;

BMS）的发展

BMSv1:单机版,2013年6月BMSv2:改进了数据处理性能，增加了系统功能和用户友好界面，2014年1月BMSv3:官方3.0.8版本发布，2014年10月BMSv4:基于网页的应用，2015年11月BMSv5:升级为商业化应用，2016年6月2014年，世代挑战计划（GenerationChallengeProgram;GCP）项目结束，IBP成立2014年，建成遍布全球的区域中心2015-2016年，实施商业化运营模式育种家提高数据质量，完善数据归档记录，增强数据交流和使用节约育种工作的时间和成本提高每个育种周期的遗传进度提高育种的产出科研单位和公司改善和提高数据管理能力

提高物美价廉产品产出的效率和效益吸引更多的资金投入社会大众提高农民产粮的产量与质量提高小农户的收入生产更多更好的食物应对全球粮食安全的挑战服务对象核心贡献软件

集成工具套装---育种管理系统；合作方提供的第三方软件服务基因型鉴定、表型鉴定、统计分析、气象图等产品

育种材料，多种作物的相关信息包括种质资源、性状字典和功能标记支持

育种和技术支持，同行交流，项目申报信息资源

培训课程、网上课程、技术文档、软件使用说明、电子资料、技术文档、操作流程等FundingthePlantBreedingRevolutionIBPGeneralOverview门户网站全球团队育种管理系统

BreedingManagementSystem(BMS)育种管理系统（BMS）IBP的核心产品简单易学容易上手集成育种家所需要的所有信息化工具支持育种家日常的所有育种工作

育种数据可以在多个应用之间无缝隙的相互游走Source:Bruskiewichetal.(2006)citedbyShresthaetal.(2012)BMS连接三大类型育种数据

集成育种数据库截止2016年10月

BMS集成了16

种作物的数据库IBPGeneralOverview菜豆

豇豆

玉米

高粱木薯

花生

珍珠黍

大豆鹰嘴豆

小扁豆

水稻

小麦谷子

木豆

红薯

绿豆…linksto性状性状属性性状测量单位或范围测量方法性状字典TraitDictionary/OntologyBMS核心应用项目管理管理和查询作物信息，工作台浏览项目活动分子标记辅助育种结合表型选择和与决定目标性状基因的分子标记，选择目标性状。育种活动管理种质资源、杂交试验、育种圃、种子库存等信息，打印田间种植图、标签和条形码统计分析田间数据分析，QTL定位，基因型和环境互作项目管理—工作台管理日常育种工作同时打开多个育种项目根据需要增加和删除育种项目项目管理BMS核心应用项目管理管理和查询作物信息，工作台浏览项目活动分子标记辅助育种结合表型选择和与决定目标性状基因的分子标记，选择目标性状。常规育种管理种质资源、杂交试验、育种圃、种子库存等信息，打印田间种植图、标签和条形码统计分析田间数据分析，QTL定位，基因型和环境互作常规育种种质信息的管理系谱表型基因型杂交组配世代信息管理田间记载本遗传稳定品系的多点试验裂区设计拉丁方设计试验数据统计分析方差分析品种稳定性分析QTL定位利用列表管理种质资源…常规育种…准备育种圃…常规育种…准备田间试验…标签试验计划常规育种…管理种子清单…常规育种…系谱数据一代一代的积累下去.常规育种…系谱数据一代一代的积累下去.常规育种性状字典TraitDictionaries&OntologyManager常规育种–田间试验一旦育种群体建好，育种家想要:选择目标性状常规育种–田间试验一旦育种群体建好，育种家想要:选择目标性状构建种质资源列表常规育种–田间试验一旦育种群体建好，育种家想要:选择目标性状构建种质资源列表产生试验设计常规育种

–田间试验一旦育种群体建好，育种家想要:选择目标性状构建种质资源列表产生试验设计产生田间记载本imagecredit:ArlletPortugal/IBP

一旦育种群体建好，育种家想要:选择目标性状构建种质资源列表产生试验设计产生田间记载本检查和存储数据

常规育种–田间试验BMS核心应用项目管理管理和查询作物信息，工作台浏览项目活动分子标记辅助育种结合表型选择和与决定目标性状基因的分子标记，选择目标性状。常规育种管理种质资源、杂交试验、育种圃、种子库存等信息，打印田间种植图、标签和条形码统计分析田间数据分析，QTL定位，基因型和环境互作统计分析–表型数据育种视图（BreedingView）提供了育种家日常工作所需要的常规统计分析功能单环境分析

多环境分析（基因型和环境互作分析）统计分析–QTL定位BMS核心应用项目管理管理和查询作物信息，工作台浏览项目活动分子标记辅助育种结合表型选择和与决定目标性状基因的分子标记，选择目标性状。育种活动管理种质资源、杂交试验、育种圃、种子库存等信息，打印田间种植图、标签和条形码统计分析田间数据分析，QTL定位，基因型和环境互作标记辅助育种基因型数据管理系统（GenotypingDataManagementSystem;GDMS）可以将种质资源的分子标记信息整合到育种家的育种工作中上传基因型数据Flapjack:基因型数据可视化标记辅助育种:

分子标记育种利用的决策系统OptiMAS标记辅助轮回选择育种流程(MARS)在每个育种周期的重组和选择中鉴定和跟踪优异等位基因分子育种决策系统(MBDT)标记辅助选择(MAS)和标记辅助回交育种(MABC)流程连接其它国际主流的植物育种平台…PlantBreedingApplicationProgrammingInterface(BRAPI)KDSmart(DiversityArraysTechnology)BMS(IBP)TriticeaeToolbox(T-CAP)Cassavabase(Cornell/BTI)B4R(IRRI)Flapjack,Germinate(JHI)GOBI(Cornell)OtherinterestedpartiesCGIARCenters:国际半干旱热带作物研究所（ICRISAT），AfricaRice，国际干旱地区农业研究中心（ICARDA），国际热带农业研究所（IITA，西非尼日利亚），国际热带农业中心（CIAT，哥伦比亚）SelectedInstitution&Project:AATF(Africa),CIRAD(France),AIMBP(Australia-India)SelectedcontactinthePrivatesectorBiogemma,SeedCo.FormalcommitmentofNARSDirectorsinAfricaBiotec(Thailand),NakhonSawanFCRI(Thailand),RayongFCRI(Thailand),PhilRice(Philippines),ISRA(Senegal),NRCRI(Nigeria)andNARO(Uganda)UsersAbout1500peopledownloadtheBMSAbout300-500earlyadoptersoftheBMSworldwideBMS的用户群ICRISATDeploymentICRISATDeploymentRiceGeneDiscovery育种支持和服务

BreedingSupportandServicesBMS持久性的支撑服务…遍布全球的区域中心集成育种平台在中国

IBPinChinaIBP中国区域中心成立于2014年IBP中国区域中心团队张帆博士水稻育种王洁博士水稻育种孙石博士大豆育种张德贵博士玉米育种肖永贵博士小麦育种李昂博士小麦育种李慧慧博士IBP中国区域中心代表IBP门户网站中文版本BMS的汉化BMS的汉化BMS田间数据采集手持设备

DigitalBreeding(DIB)BMS条码和标签---田间2016三亚南滨农场2016北京中圃场BMS条码和标签---种子保存与发放BMS条码打印机ZM400->ZT410BMS条码打印机ZM400->ZT410BMS条码打印机ZM400->ZT410BMS条码打印机ZM400->ZT410BMS条码打印机ZM400->ZT410结语

Perspectivesandconclusions植物育种一站式服务种质信息的管理系谱表型基因型杂交组配世代信息管理田间记载本遗传稳定品系的多点试验裂区设计拉丁方设计试验数据统计分析方差分析品种稳定性分析QTL定位植物育种一站式服务种质信息的管理系谱表型基因型杂交组配世代信息管理田间记载本遗传稳定品系的多点试验裂区设计拉丁方设计试验数据统计分析方差分析品种稳定性分析QTL定位种质信息数据库国际种质资源信息平台国际种质的系谱追踪植物育种一站式服务种质信息的管理系谱表型基因型杂交组配世代信息管理田间记载本遗传稳定品系的多点试验裂区设计拉丁方设计试验数据统计分析方差分析品种稳定性分析QTL定位种质信息数据库国际种质资源信息平台国际种质的系谱追踪电子田间记载本田间数据采集器数据采集->数据导入计算机无缝链接植物育种一站式服务种质信息的管理系谱表型基因型杂交组配世代信息管理田间记载本遗传稳定品系的多点试验裂区设计拉丁方设计试验数据统计分析方差分析品种稳定性分析QTL定位种质信息数据库国际种质资源信息平台国际种质的系谱追踪电子田间记载本田间数据采集器数据采集->数据导入计算机无缝链接BreedingView数据分析变得非常简单植物育种一站式服务种质信息的管理系谱表型基因型杂交组配世代信息管理田间记载本遗传稳定品系的多点试验裂区设计拉丁方设计试验数据统计分析方差分析品种稳定性分析QTL定位种质信息数据库国际种质资源信息平台国际种质的系谱追踪电子田间记载本田间数据采集器数据采集->数据导入计算机无缝链接BreedingView数据分析变得非常简单基因型鉴定平台育种性状百科全书功能标记开发国际同行交流平台标记辅助选择育种国际培训育种信息化管理培训会

2016年12月3-4日北京会议免费赠送：BMS育种管理系统单机版（数据库终身可用）DIB育种数据采集软件Bartender条码设计软件如何管理大量的数据？如何采集数据？如何批量处理育种数据？如何设计并使用条码？联系报名：电话邮箱：China@vsni.co.ukRIGHTPEOPLE▪RIGHTPLACE▪RIGHTTIME一花独放不是春，百花齐放春满园。Wecanonlysucceedifweworktogether.谢谢！敬请各位专家批评指正。F2NurseryCrossingBlockNurseryListoffemaleparents(93entries)Listofmaleparents(93entries)FieldplanLabelsTrialfieldbookF1(93plots)SinglecrossFieldTrial(107testentries&3checklines)F1NurseryF2(93entries)BulkedF3(107entries)SinglePlantSelectionSeedinventorySampleBreedingWorkflowSingle-siteanalysisDatacollectionExportImportListofparentallinesinExcelCross(F1)listF1nurserySinglecrossF2nurseryBulkBreedingprogramImportgermplasmorEditListCrossingblocknurseryManagenurseriesCreatenewcrossesManagenurseriesF2listAdvancenurserySingleplantselectionManagenurseriesAdvancenurseryGeneratestocklistF3listFn+1list(foradvancetrial)Fnnursery…etcGeneratestocklistManagenurseriesAdvancenurseryNote:makesuretocl