农业大数据学报

中国北方地区果树种质资源研究与新品种选育进展

高源, 王大江, 孙思邈, 王霖, 王昆, 曹玉芬, 丛佩华, 张彩霞, 王海波

2022, 4(2): 5-12. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220201

摘要 ( 578 )

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中国北方地区果树以苹果、梨、桃和葡萄等落叶果树为主，四大树种是我国果品的重要来源。果树种质资源是果树种业的“芯片”，是果业发展的物质保障。中国农业科学院果树研究所正式建立64年，但从事果树种质资源研究与新品种选育的历史已逾70年，是我国最早开展相关研究的科研单位，研究所建立了历史最为悠久、保存数量位居世界前列的“国家果树种质兴城梨、苹果圃”，并获得国家科技进步二等奖，先后育成100余个苹果、梨、桃和葡萄等鲜食新品种和矮化砧木，出版多部具有影响力的著作，为我国果业的快速发展提供了强有力的科技支撑，对我国苹果、梨、桃、葡萄等产业的可持续发展产生了深远的影响。文章回顾总结了该所果树种质资源广泛收集、妥善保存、深入研究、积极创新、共享利用和新品种选育等方面的主要成就，并从完善多种保存方式相结合的果树种质资源保护体系、国家和产业发展需求指引果树种质资源鉴定、挖掘“精细定位”和“准确评价”的果树种质资源、育种技术的革新催生新品种等4个方面，展望本所今后在果树种质资源的高水平保护和高质量利用方面的主要研究方向和内容，继续为果业强国建设和乡村振兴作出新的更大贡献。

23份苹果种质资源的果实品质分析

孙思邈, 高源, 王昆, 王大江, 李连文

2022, 4(2): 13-19. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220202

摘要 ( 384 )

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目的近年来，果品质量是苹果市场竞争力的主要因素，研究分析不同苹果种质资源的果实品质性状多样性，能够为新品种培育、创制新种质奠定基础。方法以23份苹果种质的成熟果实为材料，测定计算其单果重、去皮硬度、可溶性固形物、维生素C、可溶性糖、可滴定酸含量、糖酸比7个果实品质性状的数据并进行方差分析、相关性分析及主成分分析。结果分析得出这23份苹果种质的7个果实品质性状都存在不同程度的种间差异；果实糖酸比与可滴定酸、VC含量存在显著相关性，可滴定酸含量与单果重、维生素C含量相关性显著，其他各性状之间相关性不显著；主成分分析在特征值大于1时将7个品质指标综合为3个主要成分，累积方差贡献率达到73.21%，第一主成分主要代表糖酸比、VC含量、可滴定酸含量，第二主成分主要代表单果重，第三成分主要代表硬度、可溶性糖、可溶性固形物含量。结论 23份苹果种质的单果重、去皮硬度、可溶性固形物、维生素C、可溶性糖、可滴定酸含量、糖酸比7个果实品质性状存在较大的变异差异，不同种质有其突出的果品特性，其中某项果品性状表现突出的种质资源可以考虑作为优质品种选育的亲本。

不同产地的12个苹果品种品质指标数据集

贾朝爽, 王志华

2022, 4(2): 20-24. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220203

摘要 ( 1208 )

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苹果品种繁多，不同品种果实品质特征相差悬殊，对不同品种的苹果品质指标数据进行测定、收集，为苹果新品种选育和加工利用提供理论依据。该数据集通过从不同生产地（山东、辽宁、河北、山西）采集‘乔纳金’、‘金冠’、‘华红’、‘寒富’、‘国光’、‘斗南’、‘华月’、‘瑞香红’、‘瑞阳’、‘瑞雪’、‘华庆’、‘维纳斯黄金’等12个苹果品种，收集整理了2019—2021年12个苹果品种果实的品质指标，包括硬度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、呼吸强度、乙烯释放量、破裂力、破裂位移、破裂功、屈服力、屈服位移、屈服功、果肉硬度、果肉做功、L^*值、a^*值、b^*值、c^*值、h^*值，共19个品质指标。此次收集的数据集涵盖了果实的生理品质、果肉质地、色泽等方面，更加全面地体现出该品种的特性，对品种的评价可以做到更具有真实性和准确性。对不同苹果品种的品质指标建立与共享数据集，可让大众更加清晰地认识到苹果品种之间的性状差异，有针对性地开展育种与加工工作，同时还可以筛选出性状表现突出的品种，去选择其更加适宜销售的地域。

用于苹果树病毒鉴定的small RNA深度测序数据集

胡国君, 董雅凤, 张尊平, 范旭东, 任芳

2022, 4(2): 25-29. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220204

摘要 ( 239 )

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病毒病是为害苹果的重要致病因子，开展病毒种类鉴定是防控苹果病毒病的首要任务。由于苹果长期通过嫁接的方式进行繁育，导致树体感染多种病毒，加之苹果病毒的浓度较低，序列变异较大，致使苹果病毒种类的鉴定尤为困难。此外，现有的分子检测技术主要为聚合酶链式反应和分子杂交技术，这些技术基于已知病毒核苷酸序列为基础开展鉴定，而对于未知病毒，由于其核苷酸序列尚未测定，则无法采用这些分子技术进行鉴定。针对这一瓶颈，该文提供了一个自然生长的苹果树的small RNA（sRNA）深度测序的数据集，通过结合生物信息学方法对原始数据进行过滤、sRNA组装及Blast比对，可准确地分析和判断自然条件下病毒的种类，为苹果病毒的鉴定带来了新的突破，同时也为苹果无毒苗木的判定提供技术支撑。

辽宁富士苹果品质及病害近红外光谱数据集

张翔鹤, 刘婷婷, 王晓丽, 胡林, 樊景超, 姜林林

2022, 4(2): 30-35. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220205

摘要 ( 675 )

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近年来，近红外光谱检测由于其有效性成为快速无损检测的首选方法。当前苹果果实近红外光谱数据的采集，仅限于苹果内部品质。而苹果果实易发生病害，其病害光谱数据意义重大，具有再次开发利用价值，有助于科研发现。本数据集通过对2010年辽宁兴城生产的富士苹果接种炭疽病菌和轮纹病菌，进行近红外光谱检测，收集相关数据，同时采集其原始品质近红外光谱数据作为对照。数据集包括苹果品质近红外光谱检测数据2150条，病害检测数据958条，数据保存格式为ASD文件，共计121MB。该数据集可为建立苹果果实病害的识别模型及无损检测方法研究提供数据基础。

2014—2016年辽宁省兴城市梨杂交F1果实性状数据集

王斐, 欧春青, 张艳杰, 马力, 姜淑苓

2022, 4(2): 36-39. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220206

摘要 ( 216 )

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采集杂交F1代性状数据、明确性状在杂交过程中的遗传和变异，是梨杂交育种过程中科学选配亲本的重要依据。本研究采集了‘八月红’×‘红香酥’、‘苹果梨’×‘八月红’2个杂交组合407株F1单株的果实，通过观测，获得了14个性状的数据，其中单果重、纵径、横径、可溶性固形物含量和果肉硬度5个性状的数据通过仪器测量获得，果形、果皮底色、梗洼深度、梗洼宽度、萼洼深度、萼洼宽度、果心大小、果肉类型、风味9个性状的数据通过整体观测、分级、赋值后获得。经统计分析后，明确了5个测量性状的数值范围、9个观测性状各分级所占比率。该数据集能够反映梨杂交过程中不同果实性状的遗传和变异情况，以及不同性状间的相关性，可以为提高梨育种效率提供理论支撑。

2021年辽宁兴城梨种质资源果实生长发育动态观测数据集

张莹, 郭瑞, 曹玉芬, 杨祥

2022, 4(2): 40-47. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220207

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通过对梨种质资源果实生长发育动态观测，探讨果实生长发育规律，为提高其果实品质和产量提供参考依据，对指导果农在果实不同生长发育时期采取相应肥水管理措施、提高果实商品率和品质具有重要意义。对国家梨苹果种质资源圃（兴城）9个种20份梨种质资源果实生长发育开展动态观测，10个性状包括果实横径、果实纵径、单果重，并计算果实发育期、营养生长天数；在果实成熟期调查果实形状、萼片状态、果实底色、果实心室数，并测量果梗长度；对秋子梨栽培品种‘南果梨’和野生资源‘东宁山梨1’果实成熟期前25天起每隔7天对可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量变化进行动态测定，明确秋子梨栽培品种和野生资源之间糖和淀粉的积累规律及存在的差异，以丰富中国梨种质资源植物学特征和果实发育规律等数据，为完善我国梨种质资源数据库奠定基础。

‘锦丰×中梨1号’F1代白粉病田间抗性数据集

张艳杰, 欧春青, 王斐, 马力, 姜淑苓

2022, 4(2): 48-51. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220208

摘要 ( 339 )

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梨树白粉病是危害梨生产的重要病害之一，其病原菌为梨球针壳（Phyllactinia pyri），主要危害叶片背面，严重影响梨树的光合作用和蒸腾作用，导致产量下降。白粉病抗性品种选育是防治梨树白粉病最有效、最根本的措施，也是梨抗病育种的目标之一。然而对梨树白粉病抗性遗传规律的研究较少，还未发掘出抗性分子标记和基因。本研究采用田间自然发病调查法，收集了2019—2021年‘锦丰×中梨1号’杂种F1代306株实生树田间白粉病发病情况数据，并计算感病指数和发病率，评价各实生树对白粉病的抗性，为今后分析白粉病抗性遗传规律、筛选白粉病抗性分子标记、定位白粉病抗性基因奠定基础，为梨树杂交组合选配和白粉病抗性品种选育提供数据支撑。

2019—2020年辽宁省兴城市设施葡萄‘87-1’果实性状数据集

刘畅, 王小龙, 王志强, 张艺灿, 王海波

2022, 4(2): 52-55. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220209

摘要 ( 214 )

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随着人民生活水平日益提高，人们对鲜食葡萄果实品质的要求也明显提升。设施葡萄作为我国设施栽培规模最大的果树之一，设施内稳定的水热环境条件能够实现葡萄的优质、高产、高效。但是我国设施栽培生产中常采用肥大水勤的管理模式以达到葡萄高产和高质的目的，水肥的长期过度投入已经造成了我国设施土壤板结、酸化、次生盐渍化等一系列土壤问题。为了探明设施葡萄周年水肥需求特征，该数据收集整理了2019-2020年设施葡萄‘87-1’果实性状特征，更直观地识别葡萄果实的年际变化，包括单粒重、单穗重、可溶性固形物含量和果皮强度。用户可以参照年份对以上4个果实性状数据进行检索。辽宁省设施葡萄果实性状长期监测数据集的建立与共享，可为农业现代化精准施肥和灌溉提供数据基础，为深入研究设施葡萄栽培模式改良优化提供理论依据。

2019年辽宁省设施葡萄水分需求特征数据集

刘畅, 王小龙, 王志强, 张艺灿, 王海波

2022, 4(2): 56-60. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220210

摘要 ( 236 )

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灌溉水是设施葡萄栽培生产过程中唯一的水分来源。随着设施栽培面积的不断增加，设施栽培对水分的需求越来越大，但不合理的灌水不仅会影响葡萄果实品质和产量，还会造成水资源浪费。为了明确设施葡萄水分需求特点，该数据整理了2019年设施葡萄‘87-1’全生育期内茎流速率日变化量，以及不同生育期（萌芽至花期、幼果发育期、果实转色期、果实成熟期）茎流速率日变化量。数据表明全生育期内茎流速率日变化最大值出现在10：30，而最低值则出现在23：30；幼果发育期茎流速率峰值明显高于其他生育阶段茎流速率峰值。用户可以参照年份对这一数据进行检索。辽宁省设施葡萄全生育期内水分需求特征检测数据集的建立与共享，能够为设施葡萄科学、合理、精准灌溉提供数据基础，同时为节水农业的发展提供了理论依据。

2018—2020年山东省烟台市蓬莱区酿酒葡萄霞多丽植株矿质元素及果实性状数据集

王小龙, 张正文, 邵学东, 钟晓敏, 王记侠, 卞凤娥, 王海波

2022, 4(2): 61-66. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220211

摘要 ( 224 )

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矿质元素是影响果树生长发育的物质基础，对其提高果实产量、改善果实品质、增强果树抗逆性和适应性等有重要作用。本试验通过2018—2020年在田间连续实施5416配方施肥方案，于盛花期、转色期、成熟期分别采集16个处理的花序/果实、叶片、叶柄等霞多丽植株样品，用于测定氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼、钼全量；在果实成熟期，随机采集各处理的果穗20个，用于测定果实单穗重、可溶性固形物含量、百粒重、皮果比、籽果比、籽粒数及品质指数。基于本数据集，可通过相关分析法研究植株矿质元素含量与果实品质指标的关系，筛选植株营养诊断因子；利用CND法计算能够满足特定果实品质或综合果实品质需要的最佳植株营养范围。本数据集可为筛选出提高霞多丽果实品质的合理施肥量奠定基础。

林草科研大数据平台的研建与应用

李博, 马文君, 王忠明, 王姣姣

2022, 4(2): 69-77. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220212

摘要 ( 422 )

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针对林草领域数据量大、数据类型多样、知识挖掘和可视化分析技术门槛高等问题，结合林草行业科研数据现状，以计算机应用技术为基础，构建了林草科研大数据平台，实现了林草科研数据资源汇聚和知识发现。该平台采用包含基础设施层、数据资源层、数据分析层、数据服务层等四层总体架构的设计模式，使用Java语言，基于Spring MVC框架、ECharts可视化工具，系统实现了林草知识的深度搜索、大数据分析、知识图谱和可视化展示等功能，并依托Spring框架集成安全认证shiro，日志管理log4j和缓存redis组件。本文首先概述了林草科研大数据的内涵以及研究现状；然后从数据类型、数据处理与集成、数据分析与解释等角度阐述了林草科研大数据平台的数据资源建设流程；详细介绍了林草科研大数据平台的技术实现框架和4个典型特色功能应用；最后总结了林草科研大数据平台取得的成效并进行了展望。研究表明，建设林草科研大数据平台，汇聚及共享林草数据资源，提供精准知识化服务，有效促进了林草科研数据的高效管理利用以及科研知识的深度挖掘，对加快林草科技创新具有重要的意义。

中国家养动物种质资源数据平台系统开发及应用

赵一广, 罗清尧, 郑姗姗, 浦亚斌, 熊本海

2022, 4(2): 78-87. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220213

摘要 ( 245 )

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中国是世界上畜禽种质资源最丰富的国家之一，其保护与利用对选育突破性畜禽动物新品种，促进中国畜牧业生产可持续发展，保障畜产品有效供给意义重大。但是，当前畜禽种质资源的开发利用不足严重影响中国畜产品安全。因此，全面收集整理畜禽品种资源，尤其数字化整理种质资源的性状特性，开展畜禽种质资源的数据共享，并通过资源数据共享促进种质的实物共享，将成为中国今后长期保障国家畜产品安全的关键措施之一。本研究数字化整理了已有家养动物品种资源及种质资源的种类、空间分布、按特性类型划分的各种性状特性数据、不同品种和性别的外貌特征、特定生境下图片及视频，以及部分种质的基因图谱。系统提供了上述各种类型数据的可视化查询、全文检索查询，以及基于GIS技术的品种资源空间分布及属性的查询与统计分析，为已有种质资源数据的查询及共享提供了便捷的平台和分析工具。本研究还指出，平台今后的发展方向是在进一步拓展种质资源的评价数据基础上，开展种质资源性状数据的统计分析，为珍稀濒危种质资源的抢救性保护及时做好预警预报，最终为中国畜禽种质资源，尤其为产业化服务的核心种质资源保驾护航。

国内外科学数据共享现状研究与发展建议

孙雨潇, 李艳丽, 李峰, 陈谦

2022, 4(2): 88-98. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220214

摘要 ( 398 )

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科学数据是指在研究、实验、观测、监测、检测、调查等科技活动中或通过其他方式获取的原始性基础性数据以及根据不同科技活动需要进行二次加工整理的各类数据集。科学数据共享是科学活动中最基本、活跃的有效资源，作为有效开发和利用科学数据的手段之一，它减小了“数字鸿沟”，促使数据资源得到优化配置与重复利用，加快了科学知识发现与科学进步步伐，促进科学界共享合作，对提高科技水平、促进社会发展具有重大意义。与科学数据共享发展较为成熟的国家相比，目前我国科学数据共享发展略显迟缓。如何提升全民数据意识，营造科学数据共享氛围对于推动科学数据发展至关重要。本文借鉴联机分析处理（OLAP）方法，基于“维”的核心思想，将“政策完善程度、数据共享平台建设与使用水平、利益驱动转化”演绎为三个维度，提出基于OLAP的科学数据共享发展多维分析模型，分别展开对国内外科学数据共享政策、数据平台建设及科学数据共享益处的研究分析，总结我国科学数据共享行为影响因素与发展过程所遇到的阻碍与问题。最后，结合我国科学数据共享实际发展情况，从“融入激励机制的政策制度”、“加强知识产权保护”、“打造一站式的科学数据共享平台”三方面入手，提出推动科学数据共享发展的可行性建议，从理论和实践上为我国科学数据共享管理工作提供参考。

远洋渔业科学数据治理与应用服务研究

薛沐涵, 徐硕, 刘慧媛, 鲁峰, 王宇, 李奥

2022, 4(2): 99-107. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220215

摘要 ( 266 )

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远洋渔业科学数据是指从事远洋渔业科研工作和生产活动中采集的基础性数据，对海洋环境监测和保护、渔业资源管理、气象预报、水域利用、区划管理和远洋渔船生产作业指导等方面具有广泛的应用价值。远洋渔业科学数据的组织、治理和应用对实现我国远洋渔业现代化发展和维护自身海洋合法权益具有重要意义。建立合理、高效和完善的远洋渔业数据治理模型可以有效地组织管理数据、重建历史状态和跟踪预测变化。针对目前我国远洋渔业科学数据存储管理分散、应用范围有限等问题，本文以推进远洋渔业信息化建设和具体业务需求为出发点，对多源数据集成与融合、远洋渔业科学数据治理、数据仓库构建和数据应用服务模式展开研究，提出远洋渔业科学数据治理模型，并基于该模型进行远洋渔业科学数据信息挖掘和应用主题探索，为远洋渔业科学数据的监管政策、用户需求和服务模式提供载体，提高了远洋渔业科学数据的利用效率、经济价值和社会价值。作为数据应用服务的范例，设计实现了远洋渔业综合服务平台，有效验证了远洋渔业科学数据治理在数据监管服务方面的可行性与实用性。本研究通过远洋渔业科学数据治理模型的建立指导数据应用的具体服务实践，并为下一步开展海洋科学数据互联共享和标准化研究工作提供参考。

防返贫监测大数据融合框架的构建与应用

王鑫, 郭雷风

2022, 4(2): 108-118. DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.220216

摘要 ( 481 )

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数据驱动的科学决策能力在乡村全面振兴背景下防返贫治理中起着越来越重要的作用。通过加强防返贫监测大数据融合问题的研究，以数据融合为核心的防返贫治理科学决策体系能够得到有效的建立。防返贫监测大数据融合关键问题有三个。第一是原始数据分析。防返贫监测大数据的原始数据非常复杂。由于返贫测量标准的多维化、返贫致贫因素的多元化等四个方面原因，导致了其数据来源具有多行业部门和多专业领域，其数据特征具有多尺度、多源异构的时空大数据的复杂特点；第二是数据融合框架建立。从理论上来说，防返贫监测大数据的数据融合框架包括数据来源、监测目标、数据种类、融合模型、数据融合应用五个层次，从而以数据驱动科学决策的视角构建了数据融合的整体框架；第三是数据融合应用。在防返贫监测与帮扶全过程中，通过数据融合，防返贫监测大数据能够为防返贫监测家庭用户画像与知识图谱、瞄准对象的识别与预测、精准帮扶策略的设计、脱贫时间预测与动态退出评估等四大方面和九项具体目标需求提供科学决策辅助。上述研究成果系统地涵盖了防返贫监测大数据融合框架中的数据、模型和应用，并在总结现有研究成果基础上进一步创新性地系统提出了防返贫监测大数据融合框架。

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