Breedbase软件有助于加快作物改良

为了帮助植物育种者加快世界各地的作物改良，博伊斯汤普森研究所的LukasMueller与一个由57人组成的国际团队合作创建了Breedbase，这是一种数据库软件，在G3Genes|Genomes|Genetics七月刊中有所描述。

“在当前人口增长和气候变化的时代，植物育种需要更快，以确保作物能够在不断扩大其范围的新害虫和病原体以及不可预测的天气模式下生存，”穆勒说。

植物育种是人们改善植物性状的过程，例如增加产量或使其对疾病具有抵抗力。传统上，育种者和农民通过杂交具有理想特性的植物来做到这一点，比如更大更美味的水果。但传统的植物育种是一个漫长而缓慢的过程，需要几代人才能取得成果。

在当今的基因组学时代，植物育种发生了翻天覆地的变化。在一种称为“基因组选择”的方法中，育种者确定植物系的基因组特性并将它们与性状相关联，这使他们能够根据基因组信息预测性状。植物育种者根据这些预测做出决策，比传统的种植和观察植物的方法要快得多。

然而，基因组方法产生的大量数据可能难以管理，特别是对于发展中国家的小型育种计划。为了对育种者和研究人员有用，数据需要存储在具有精确组织、数据管理、质量控制和分析的专业数据库中。

到目前为止，植物育种者和研究人员通常使用电子表格以非标准化的方式收集数据，因此很难相互组织、共享和分析数据。

“Breedbase通过创建一种通用数据语言和一个免费的数据跟踪系统来解决这些问题，该系统将改变植物育种者交流和存档所有重要育种数据的方式，”Mueller小组的研究生NicolasMorales说。

“清晰、有条理的数据管理和分析对于成功和高效的植物育种至关重要。为了种植能够以营养和健康的方式养活人们的植物，植物育种数据管理需要简化、标准化并可供每个需要它的人使用，“穆勒说，他也是康奈尔大学综合植物科学学院的教授。

除了存储数据之外，Breedbase还包括育种者可以运行的算法，例如预测植物品种是否具有特定性状，例如抗病性或高产。

“Breedbase让复杂的事情变得简单。它就像一个巨大的工具箱，你需要的所有工具都集中在一个中心位置，”莫拉莱斯说，他与前穆勒研究生亚历克斯·奥博纳(AlexOgbonna)是该论文的共同第一作者。

Breedbase的一个关键组件是育种应用程序编程接口(BrAPI)，它标准化了数据的收集方式。这种标准化使植物育种者能够更轻松地在不同的数据库和基于计算机的育种工具之间交换数据。例如，如果一个人想在现场收集数据并且没有互联网连接，他们可以使用应用程序在平板电脑上收集数据，然后当他们返回计算机时，使用背后的BrAPI接口将数据下载到数据库场景。

重要的是，一切都是标准化的，因此爱荷华州种植玉米的农民和非洲种植玉米的农民将能够轻松地相互共享数据，加快发现以改善作物性状。

“授权发展中国家的植物育种者可以让更小的育种计划利用基因组信息进行育种选择并帮助养活世界，”穆勒说。

Breedbase基于Mueller实验室与NextGenCassava共同开发的Cassavabase，该项目将非洲机构的木薯育种提升到一个新的水平，并使用尖端工具有效地提供改良的木薯品种。

除了木薯，至少有50个作物数据库已经使用Breedbase，包括山药、香蕉、红薯、大米、西红柿和胡萝卜。