一种桑树种质资源的高效综合评价方法及其系统

技术领域

本申请涉及种质评价方法领域，特别涉及一种桑树种质资源的高效综合评价方法及其系统。

背景技术

我国保存包括15个种约有3000份资源,其保存种质的数量及种类均居世界首位是世界重要桑树种质资源库之一，被公认为是世界的桑树资源分布中心。我国桑树资源分布广泛，所有省份都有分布。

近年来，不同育种单位杂交、诱变等方式也获得多种桑树品种，这些品种包括果用、药用、菜用、饲用、生态用，以及适合不同栽种环境的种植类型。我国桑树种质多样，种质生理生化特征复杂，且栽种种质特性也会受当地小气候、土壤肥力、 施肥水平及管理经验等条件的影响，导致树种各方面性状在不同地区的表现差异变化。由于高效便捷的评价分析方法和系统，极大地限制了我们桑树资源特性的深入认识和科学评价，一定程度上影响我们对种质资源的利用。

目前进行树种大范围栽培时，大多会先在种植地区进行多种树种的实验性栽培，调查分析不同种质树种的性状表现情况，通过调查采集各树种测得的指标值进行单项认知，或耗费大量精力进行多因素结合性分析，但过程复杂，耗时耗力，且一旦遇到分析品种数量、调查参数有微调时，所有分析需要重新从零开始进行，工作量大，耗时费力，制约科研和生产应用。

然而，目前还没有适于桑树种质资源种质特性的高效综合评价分析方法。因此，生产中迫切需要寻找一种简单、高效、快捷的树种评价方法，以便用于对新选育或新引进的桑树种质资源进行快速的综合评价，深入认识桑树种质资源，快速评价育种素材特征，筛选适宜不同栽种地区的优质桑树品种，推动我国农业向更精准更高效的生产方式的发展。

发明内容

本申请目的在于提供一种，相比现有技术提供一种桑树种质资源的高效综合评价方法，具体方法为：

S1，利用便携掌上终端，快速采集桑树品种的调查数据，并导入服务器数据库；

S2，调取选定的树种样品数据并进行差异分析；

S3，对上一步获取的数据进行无量纲化处理；

S4，经过主成分可靠性检验后，利用标准化数据进行不同指标间的相关性分析；

S5，计算综合得分，以主成分和每个主成分所对应的特征值占总特征值的比例为权重，计算主成分综合模型；

S6，用欧氏距离的离差平方和法对参试材料进行聚类分析；

S7，最后根据分析结果筛选出合适的树种。

可选的，所述S2步骤中的差异分析包括：根据选定目标数据，计算出最大值，最小值，平均值，标准差，变异系数，变异系数的大小比较，了解品种间开差较大的性状。

可选的，所述S3步骤中的无量纲化处理的具体方法包括数据标准化处理。

可选的，所述S4步骤中的相关性分析方法为：计算主成分的特征值和方差贡献率、累计贡献度、主成分载荷矩阵、性状相关矩阵特征向量。

可选的，所述S5步骤中的综合得分的计算方法为：性状相关矩阵特征向量获得若干主成分表达式，再选取累计方差贡献率大于80%的主成分，通过其干主成分表达式计算综合得分。

可选的，所述S4步骤中的主成分可靠性检验方式包括：KMO检验和Bartlett球度检测。

一种桑树种质资源的高效综合评价系统，包括数据库、数据处理系统和外工具端；所述数据库包括树种数据库、地理环境数据库、分析结果数据库和数据管理模块，所述数据处理系统内设置有数据处理模块、可视化显示模块和数据解压缩模块，所述外工具端包括主成分分析综合评价桑树种质特性系统。

本方案可以实现操作便捷，调查数据可直接提取进行省力化分析，既省去分析时资源增减、指标增减带来重复耗时工作量，又可对复杂性状量化评定，适宜品种分类，提高树种育种和生产加工、市场工作效率，深化对特色资源的认识，促进我国特色种质资源挖掘和利用，保障农业精准高质发展。

可选的，所述树种在各地区的种植时的性状参数储存在树种数据库内，所述地理环境数据库中储存有上述树种样品种植地的对应地理环境数据，所述分析结果数据库内储存综合得分数据和聚类分析报告。

可选的，所述数据管理模块包括数据关联、数据分类和数据检索模块，所述数据处理系统与数据库之间连接有数据传输模块，所述数据处理系统通过外工具端计数获得综合得分数据和聚类分析报告后，将其打包压缩并通过数据传输模块传输至数据库内。

可选的，所述数据关联模块进行数据关联的具体流程：根据综合得分数据、聚类分析报告和筛出的优质树种信息生成关联模型，生成关联模型并录入数据检索模块内，所述关联模型用于地区信息与其对应的优质树种和优质树种的评价报告进行数据关联；可以实现方便根据地区信息检索获得对应的优质树种信息及其评价报告，或根据树种信息检索对应的地区信息，以方便不同种类树种在不同地区进行适应性栽培的筛选，方便评价和筛选适宜特定地区特定条件的桑树选育和应用推广。

相比于现有技术，本申请的优点在于：

（1）可以实现操作便捷，省去分析时资源增减、指标增减带来重复耗时工作量，复杂性状量化评定，适宜品种分类，提高树种育种和生产加工、市场工作效率，深化对特色资源的认识，促进我国特色种质资源挖掘和利用，保障农业精准高质发展。

（2）数据关联模块进行数据关联的具体流程：根据综合得分数据、聚类分析报告和筛出的优质树种信息生成关联模型，生成关联模型并录入数据检索模块内，关联模型用于地区信息与其对应的优质树种和优质树种的评价报告进行数据关联，可以实现方便根据地区信息检索获得对应的优质树种信息及其评价报告，或根据树种信息检索对应的地区信息，以方便不同种类树种在不同地区进行适应性栽培的筛选，方便筛选适宜选定地区的桑树选育评估。

（3）本案的系统在对树种进行综合评价后，筛分出适宜该地区种植的树种，数据处理端与数据库分离，分析结果载入数据库内，生成该地区环境数据的相关数据表，并将其与对应树种数据相关联，以便后续对其他地区进行树种筛选时，可参照环境参数相近地区树种分析表进行预筛选。

附图说明

图1为本申请的综合评价方法流程图；

图2为本申请的综合评价系统架构图；

图3为本申请的综合评价系统逻辑流程图；

图4为本申请的数据库工作逻辑示意图；

图5为本申请的数据检索模块检索结果展示示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1：

请参阅图1，本申请公开了一种桑树种质资源的高效综合评价方法，具体方法为：

S1，将多种树种样品的测定指标值（测定指标值由本领域技术人员进行设定，测定指标值为地区中各树种进行实验栽培后的测定指标值，例如苗木树干直径、高度、冠幅等）录入数据库；

S2，调取选定的树种样品数据并进行差异分析，差异分析包括：根据选定目标数据，计算出最大值，最小值，平均值，标准差，变异系数，变异系数的大小比较，了解品种间性状量化的差异的大小；

S3，对上一步获取的数据进行无量纲化处理，无量纲化处理的具体方法包括数据标准化处理；

S4，经过主成分可靠性检验后（可靠性检验方式包括：KMO检验和Bartlett球度检测），利用标准化数据进行不同指标间的相关性分析，相关性分析方法为：计算主成分的特征值和方差贡献率、累计贡献度、主成分载荷矩阵、性状相关矩阵特征向量；

S5，计算综合得分，以主成分和每个主成分所对应的特征值占总特征值的比例为权重，计算主成分综合模型；

S6，用欧氏距离的离差平方和法对参试材料进行聚类分析；

S7，最后根据分析结果筛选出合适的树种。

S5步骤中的综合得分的具体计算方法为：性状相关矩阵特征向量获得若干主成分表达式，再选取累计方差贡献率大于80%的主成分，通过其干主成分表达式计算综合得分；

其中综合得分表达公式为：

其α为主成分的方差贡献率，Z为主成分表达式，Z的具体公式为：

其中β为性状相关矩阵中对应主成分的特征向量值，X为主成分特征值；

根据聚类分析结果筛选出合适的树种的具体方法为：通过聚类分析获得若干树种的系统聚类图，再通过系统聚类图将若干树种分为三类，三类包括：优性状、中性状和差性状，选取优性状树种作为合适树种使用。

请参阅图2-3，一种桑树种质资源的高效综合评价系统，包括数据库、数据处理系统和外工具端；

数据库包括树种数据库、地理环境数据库、分析结果数据库和数据管理模块；

树种数据和树种在各地区的种植时的性状参数储存在树种数据库内，地理环境数据库中储存有上述树种样品种植地的对应地理环境数据，分析结果数据库内储存综合得分数据和聚类分析报告；

数据处理系统内设置有数据处理模块、可视化显示模块和数据解压缩模块，数据处理系统用于数据调取和储存，同时在对树种进行综合评价时，对树种数据进行数据相关性分析、可靠性分析以及根据外工具端计算结果筛选最终合适树种；

外工具端包括主成分分析综合评价桑树种质特性系统；该系统用于基本差异分析、数据标准化处理、方差贡献率计算、主成分综合得分计算和聚类分析。

请参阅图4，数据管理模块包括数据关联、数据分类和数据检索模块，数据处理系统与数据库之间连接有数据传输模块，数据处理系统通过外工具端计数获得综合得分数据和聚类分析报告后，将其分别打包并通过数据传输模块传输至数据库内；

数据关联模块进行数据关联的具体流程：根据综合得分数据、聚类分析报告和筛出的优质树种信息生成关联模型，生成关联模型并录入数据检索模块内，关联模型用于地区信息与其对应的优质树种和优质树种的评价报告进行数据关联；

请参阅图5，数据检索模块用于使用者检索数据库内数据，访问者访问数据库进行调取数据时，先通过数据检索模块进行数据检索，数据检索模块检索地区信息或树种数据后查询其是否存在对应的关联模型，若无，发送信号给数据处理系统，使数据处理系统准备进行综合评价（综合评价是否进行由系统管理员进行管理），若存在管理模块，则在检索结果处展示该地区信息或树种数据的关联数据；

本系统对采集桑树种质资源特征调查数据后，系统根据主成分分析系列运算，进行相关性和聚类分析，并结合贡献度综合评价得分，可有效根据相关性状表现进行量化，将分析结果打包传输至分析结果数据库内，数据库内的数据管理模块调取数据包内数据，然后数据关联模块将地区信息与其对应的优质树种和优质树种的评价报告进行数据关联；

本方案可以实现方便根据地区信息检索获得对应的优质树种信息及其评价报告，或根据树种信息检索对应的地区信息，以方便不同种类树种在不同地区进行适应性栽培的筛选，方便筛选适宜选定地区的树种选育评估。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围内。