一种作物选种新方法
【专利摘要】本发明涉及一种作物选种新方法，该方法包括以下的步骤：1）作物生长期田间照片拍摄与处理；2）种子图片的拍摄；3）育种材料的整理分析；4）选种。本发明植株性状利用照片拍摄后直接导入电脑，省去了输入电脑的麻烦。种子性状利用品质分析时，同时拍摄直接输入电脑，省去种子性状先登记，后输入电脑的过程，既提高速度，又不会出错。而且照片直接输入电脑观察分析比较直观，并且育种家可进行植株、种籽、品质3个关键性状一起判断，既提高准确性，又提高了效率，并有利于对各材料的电子文档保存，可实现植株再现等优点。
【专利说明】一种作物选种新方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种作物选种的方法。
【背景技术】
[0002]目前作物选种是在作物生长不同生育时期，田间记载各家系的田间长势、整齐度、株型、生育期等，成熟后对田间中选单株收回进行种籽性状(大小、颜色)登记，再实验室检测品质。然后根据上述性状进行综合判断选种。这种方法是各种性状选记载在记载本上，再输入电脑，费工费时，效率低，并且田间记载和种子性状是凭头脑判断，准确度不高，难以标准化。并且不能把植株、种子、品质三个主要性状放在一起比较，容易将好的材料丢失。现有技术是科技人员到田间观察记载，不同科技人员受经验和对材料的了解不同，记载结果会有差异，记载后的数据又要化大量时间输入电脑，效率低。
[0003]作物育种从杂交组合配制开始，需经6-8年组合分离世代选育，才能培育出一个能生产应用的优良品种。在分离世代不同品系间和单株间存在着长势、产量、品质、熟期等的差异。如油菜育种一个家系要选择多个单株进行套袋或者开放选择留种，而下年就要根据种子的品质和田间长势进行选择优良品系和单株种植，田间长势是凭借在苗期、花期、成熟期的田间记载来判断，而田间记载的项目(如长势、株高、分枝数、叶色、抗倒、抗病、角果长度、结角密度、主花序长短等)都是靠人的眼睛和大脑做出判断，即使同样的判断标准，同一个人在不同时间不同田块的判断也不一样，不同人的判断更存在很大误差。
[0004]另外，作物育种的系谱就是育种材料的来龙去脉，相当于人类的家谱，分析育种材料的系谱，即清楚祖宗各代的田间性状和品质性状，对于选种具有重要的作用，而传统的做法是通过人工查找每年的记载本，根据当年的材料名和小区号，逐年反推，非常麻烦，很难在短时间内把上万份材料的系谱查找出来。
【发明内容】
[0005]本专利针对现有作物育种中存在的不足，本发明的目的是提供一种作物选种新方法，该方法实现了植株、种子、品质三个性状可以同步选择，减少了植株、种子性状的记载和再登记到电脑的麻烦，大大提高的选种效率和准确度。
[0006]为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案:
一种作物选种新方法，该方法包括以下的步骤:
O作物生长期田间照片拍摄与处理
在作物生长期的苗期、花期和成熟期分别对每个株系进行拍照，各种拍照参数根据天气条件进行调整，大多以手动设置为好，每隔几十个材料，把田间的牌子也拍摄进去，将文件名修改为与田间号一致，供选种软件自行查找；并对图片批量添加田间号、含油量、芥酸、硫甙、油酸文字信息，并可自行选择添加的位置；
2)种子图片的拍摄将种子图片拍摄和近红外分析品质性状结合起来，在近红外分析仪扫描的间隙进行种子图片拍摄，同时得到品质分析数据、种子形态照片和性状数据，所拍摄照片不但用来选种软件中显示，并用来计算种子的颜色和千粒重；
3)育种材料的整理分析
把田里收回来的每个单株的种子按照不同区号排序，用种子登记软件写入Excel，填写材料名称，分析其品质，包括含油量、芥酸、硫苷和油酸，用种子颜色和千粒重计算软件计算其种子颜色和千粒重，作为选种的指标；
4)选种
设计油菜育种选种程序，软件按照田间小区编号依次将各个单株的品质性状、田间图片、种子图片和系谱一一呈现出来，按空格键显示下一小区，按B键显示上一小区，品质性状的显示方式又可有表格模式、图片模式和图表模式，其中图表模式是将各个单株的含油量自动生成柱形图或线形图，并显示此小区的含油量的平均值和标准差，每个单株的含油量也标记在图表中，芥酸和硫甙含量如果超过设定值显示红色以表报警，开放选择的单株也显示红色，否则显示绿色；图片模式是以各个单株的种子图片为背景，含油量、芥酸和硫甙也与图表模式相同的显示方式，并且标有各个单株含油量的线形变化趋势图；
根据设定条件自动选择下年种植材料，或者点击表格的行、种子图片、柱形图的柱或线形图的原点进行手动选择，与其对应的Excel表格的记录就会标记中选单株的颜色，已经有颜色的再次点击会自动取消中选。
[0007]作为优选，所述的种子图片的拍摄包括以下的步骤:
①用自制支架固定相机，既能使相机不动，又能调节高度，用水平仪把相机放平；
②在相机的两边固定2个台灯，垂直向下放置，使得光强相对一致，消除阴影；
③下载佳能相机的驱动及应用软件，电脑鼠标点击或按空格键拍摄，利用电脑上的实时图像来调整焦距，极大地提高了图片的清晰度，修改照片的文件名，不致错乱，所拍照片直接存放于电脑中；
④相机的参数设置:手动聚焦，曝光时间1/20，光圈7.1，IS0200，或者曝光时间1/30，光圈 8.0, IS0400 ；
⑤种子的放置:种子放在10厘米直径的装置中，拍摄时，抖动下使得种子尽可能的分离开。
[0008]本发明植株性状利用照片拍摄后直接导入电脑，省去了输入电脑的麻烦。种子性状利用品质分析时，同时拍摄直接输入电脑，省去种子性状先登记，后输入电脑的过程，既提高速度，又不会出错。而且照片直接输入电脑观察分析比较直观，并且育种家可进行植株、种杆、品质3个关键性状一起判断，既提闻准确性，又提闻了效率，并有利于对各材料的电子文档保存，可实现植株再现等优点。
[0009]另外，本方法自动显示不同品系的各生长阶段的照片及不同单株的种子照片，自动画出各个单株含油量变化曲线图(折线或柱形)，并标记芥酸和硫甙含量超标成红色，非常直观易懂。本方法不但可以O秒查找系谱，还能即刻呈现每世代的田间照片、种子照片和含油量的变化曲线等，既直观又方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为田间拍摄照片(含田间牌子)。
[0011]图2为图像文件的批量改名软件的视图。
[0012]图3为图像批量加字软件的视图。
[0013]图4为种子拍摄装置、相机软件和拍摄的种子图片。
[0014]图5为种子登记及名称填写软件的视图。
[0015]图6为写入Excel图。
[0016]图7为种子颜色和千粒重计算软件的视图。
[0017]图8为图表模式柱形图和系谱显示。
[0018]图9为图片模式和系谱柱形图显示。
[0019]图10为图表模式线形图和苗期照片显示。
[0020]图11为表格模式和成熟期照片显示。
[0021]图12为设置界面和苗期照片。
[0022]图13为查看各年度的苗期、花期和成熟期照片。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做一个详细的说明。
[0024]1、作物生长期田间照片拍摄与处理
在作物生长期如油菜的苗期、花期和成熟期等反映作物生长状况关键时期，分别对每个株系的关键时期进行拍照，所用设备以当前的各种类型的智能手机为佳，各种拍照参数根据天气条件进行调整，大多以手动设置为好，每隔几十个材料，把田间的牌子也拍摄进去(如图1)，以防出错，由于所拍照片无法设置文件名，本方法利用自己编写的批量文件改名软件(图2)，可对文件名修改为与田间号一致，以便选种软件自行查找。还用自行编写的图像加字软件(图3)对图片批量添加田间号、含油量、芥酸、硫甙、油酸等文字信息，并可自行选择添。
[0025]2、种子图片的拍摄
种子图片包含了种子的大小和颜色信息，同一品系的不同单株的种子图片比较还可发现变异株或杂株对于育种材料的选择非常重要，本方法将种子图片拍摄和近红外分析品质性状结合起来，在近红外分析仪扫描的间隙进行种子图片拍摄，可同时得到品质分析数据，又同时得到种子形态照片和性状数据，极大提高了工作效率。所拍摄照片不但用来选种软件中显示，还用来计算种子的颜色和千粒重。
[0026]本方法图片拍摄的装置及方法(图4)如下:
(1)用自制支架固定相机，既能使相机不动，又能调节高度，用水平仪把相机放平。如图1
(2)为了消除阳光的影响，在相机的两边固定2个台灯，垂直向下放置，使得光强相对一致，消除阴影。
[0027](3)防止按动快门致使相机晃动，下载佳能相机的驱动及应用软件(图2)，电脑鼠标点击或按空格键拍摄，大大提高了效率，利用电脑上的实时图像来调整焦距，极大地提高了图片的清晰度，还可以自己修改照片的文件名，不致错乱，所拍照片直接存放于电脑中，省去了导入图片的麻烦。
[0028](4)相机的参数设置:手动聚焦，曝光时间1/20，光圈7.1，IS0200，或者曝光时间1/30，光圈8.0, IS0400，效果更好，但拍摄的照片占用硬盘空间较大。
[0029](5)种子的放置:种子放在10厘米直径的装置中，拍摄时，抖动下使得种子尽可能的分离开。
[0030]3、育种材料的整理分析
把田里收回来的每个单株的种子按照不同区号排序，用自写的种子登记软件(图5)写AExcel (图6)，填写材料名称(图5)，分析其品质(含油量、芥酸、硫苷和油酸)，用种子颜色和千粒重计算软件(图7)计算其种子颜色和千粒重，这些指标都是作为选种的指标。
[0031]例如图6:凡2-1到凡2-5的意思是“凡2”小区的材料共在田里选了 5株，他们来自SE046X758组合后代，这5株的品质、颜色、大小等是不一样的，那么要根据他们的品质和种子性状、田间长势来决定下年要选几株种到田里去。
[0032]4、选种
油菜育种选种程序V1.0 (如图8-13)是本方法的核心，软件按照田间小区编号依次将各个单株的品质性状、田间图片、种子图片和系谱一一呈现出来，按空格键显示下一小区，按B键显示上一小区，品质性状的显示方式又可有表格模式(图11 )、图片模式(图9)和图表模式(图8、10)，其中图表模式是将各个单株的含油量自动生成柱形图或线形图，并显示此小区的含油量的平均值和标准差，每个单株的含油量也标记在图表中，芥酸和硫甙含量如果超过设定值显示红色以表报警，开放选择的单株也显示红色，否则显示绿色，将大脑的判断转化为眼睛的预判断，可大大提高工作效率和判断的准确性；图片模式是以各个单株的种子图片为背景，含油量、芥酸和硫甙也与图表模式相同的显示方式，并且标有各个单株含油量的线形变化趋势图，利于多性状综合考虑，提高育种选择的有效性。
[0033]本方法还可在整个材料中查找到来源相同的小区，并显示其含油量平均值、标准差、最大值和最小值及此小区上年的原号和含油量，方便对不同株系进行比较分析。
[0034]本方法根据设定条件自动选择下年种植材料,也可点击表格的行、种子图片、柱形图的柱或线形图的原点进行手动选择，与其对应的Excel表格的记录就会标记中选单株的颜色，已经有颜色的再次点击会自动取消中选。
[0035]查找到的系谱会以表格的形式将年份、田间号、原号、名称、品质性状等显示出来，其含油量以图表(柱形图或线形图)的形式显示，点击表格的行或图表的柱会显示当年其田间苗期、花期和成熟期的图片(图13)让苗期和成熟期图片在2个不同的窗口显示，可点击选择查看，也可按设定时间自动播放(图12)，图片可通过鼠标滑轮进行放大或缩小，用图片上边和左边的滚动条移动图片。
【权利要求】
1.一种作物选种新方法，其特征在于该方法包括以下的步骤: 1)作物生长期田间照片拍摄与处理 在作物生长期的苗期、花期和成熟期分别对每个株系进行拍照，各种拍照参数根据天气条件进行调整，大多以手动设置为好，每隔几十个材料，把田间的牌子也拍摄进去，将文件名修改为与田间号一致，供选种软件自行查找；并对图片批量添加田间号、含油量、芥酸、硫甙、油酸文字信息，并可自行选择添加的位置； 2)种子图片的拍摄 将种子图片拍摄和近红外分析品质性状结合起来，在近红外分析仪扫描的间隙进行种子图片拍摄，同时得到品质分析数据、种子形态照片和性状数据，所拍摄照片不但用来选种软件中显示，并用来计算种子的颜色和千粒重； 3)育种材料的整理分析 把田里收回来的每个单株的种子按照不同区号排序，用种子登记软件写入填写材料名称，分析其品质，包括含油量、芥酸、硫苷和油酸，用种子颜色和千粒重计算软件计算其种子颜色和千粒重，作为选种的指标； 4)选种 设计油菜育种选种程序，软件按照田间小区编号依次将各个单株的品质性状、田间图片、种子图片和系谱一一呈现出来，按空格键显示下一小区，按8键显示上一小区，品质性状的显示方式又可有表格模式、图片模式和图表模式，其中图表模式是将各个单株的含油量自动生成柱形图或线形图，并显示此小区的含油量的平均值和标准差，每个单株的含油量也标记在图表中，芥酸和硫甙含量如果超过设定值显示红色以表报警，开放选择的单株也显示红色，否则显示绿色；图片模式是以各个单株的种子图片为背景，含油量、芥酸和硫甙也与图表模式相同的显示方式，并且标有各个单株含油量的线形变化趋势图； 根据设定条件自动选择下年种植材料，或者点击表格的行、种子图片、柱形图的柱或线形图的原点进行手动选择，与其对应的表格的记录就会标记中选单株的颜色，已经有颜色的再次点击会自动取消中选。
2.根据权利要求1所述的一种作物选种新方法，其特征在于种子图片的拍摄包括以下的步骤: ①用自制支架固定相机，既能使相机不动，又能调节高度，用水平仪把相机放平； ②在相机的两边固定2个台灯，垂直向下放置，使得光强相对一致，消除阴影； ③下载佳能相机的驱动及应用软件，电脑鼠标点击或按空格键拍摄，利用电脑上的实时图像来调整焦距，极大地提高了图片的清晰度，修改照片的文件名，不致错乱，所拍照片直接存放于电脑中； ④相机的参数设置:手动聚焦，曝光时间1/20，光圈7.1，130200，或者曝光时间1/30，光圈 8.0，180400 ； ⑤种子的放置:种子放在10厘米直径的装置中，拍摄时，抖动下使得种子尽可能的分离开。
【文档编号】G06Q50/02GK104463687SQ201410648097
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】林宝刚, 张冬青, 余华胜, 张尧锋, 华水金 申请人:浙江省农业科学院