基于Django框架的肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　摘 要：為加快新疆肉羊良種繁育與推廣，積極推進(jìn)現(xiàn)代遺傳評(píng)估技術(shù)平臺(tái)的建設(shè)，本研究運(yùn)用 Django 框架結(jié)合現(xiàn)代動(dòng)物遺傳評(píng)估技術(shù)，建立以羊場(chǎng)信息化管理與肉羊遺傳評(píng)估為主要功能的肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為羊場(chǎng)信息管理模塊與肉羊遺傳評(píng)估模塊，羊場(chǎng)信息管理模塊對(duì)場(chǎng)區(qū)、羊只、群舍、系譜、繁殖等數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理，為管理羊場(chǎng)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供系統(tǒng)、高效的管理平臺(tái);肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)以肉羊的肉用性狀、生長(zhǎng)性狀和繁殖性狀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)調(diào)用 R 語(yǔ)言的 sommer 包計(jì)算肉羊的育種值，并構(gòu)建羊場(chǎng)育種數(shù)據(jù)庫(kù)，為新疆肉羊產(chǎn)業(yè)持續(xù)選育優(yōu)良肉羊品種、實(shí)現(xiàn)肉羊產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)支持。

　　關(guān)鍵詞：肉羊遺傳評(píng)估;信息管理;Python;Django 框架;sommer 包

　　新疆是我國(guó)五大牧區(qū)之一，自 2016 年至 2020 年，新疆地區(qū)的羊肉產(chǎn)量穩(wěn)定位列全國(guó)第2 位，但目前新疆的羊肉市場(chǎng)需求增長(zhǎng)過(guò)快，疆內(nèi)的肉羊產(chǎn)業(yè)已滿足不了市場(chǎng)需求[1]。由新疆畜牧獸醫(yī)大數(shù)據(jù)平臺(tái)可知，2020 年 4 月 1 日至 2021 年 4 月 7 日，新疆地區(qū)從疆外共調(diào)入558 萬(wàn)只羊，其中和田地區(qū)從疆外共調(diào)入 233 萬(wàn)只羊。

　　新疆雖然擁有眾多綿羊地方品種，但這些品種繁殖率低、凈肉率低、羊肉單產(chǎn)低[1 3]，地方品種的繁雜對(duì)疆內(nèi)肉羊良種繁育體系的建設(shè)造成了負(fù)面影響，專門化肉羊品種的缺乏是新疆肉羊產(chǎn)業(yè)存在的主要問(wèn)題[4 5]。在育種工作方面，疆內(nèi)大多數(shù)的中小型羊場(chǎng)仍采用個(gè)體表型值進(jìn)行選種。但傳統(tǒng)的選種方法不能保證種羊遺傳評(píng)定的準(zhǔn)確性,其主要缺點(diǎn)在于：一是羊只數(shù)據(jù)零散和記錄不完全、不系統(tǒng);二是不能有效地剔除各種環(huán)境因素的影響，如：年度、群體等;三是不能有效利用所有親屬的信息。因此中小型羊場(chǎng)根據(jù)表型值選種的方法是不夠準(zhǔn)確的。

　　在羊只各類信息的處理形式上，現(xiàn)階段疆內(nèi)羊場(chǎng)主要通過(guò)紙質(zhì)資源和電子文件記錄與儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，但紙質(zhì)文件容易因自然、人為等原因造成信息缺失，電子文件因?yàn)榉诸悆?chǔ)存也只能針對(duì)有限范圍內(nèi)的信息進(jìn)行查詢和利用，而羊場(chǎng)許多決策需要依據(jù)多方面、跨文件的信息檢索結(jié)果，現(xiàn)階段的零散文件存儲(chǔ)難以提供上述服務(wù)，致使信息資源的利用率較低[6 7]。

　　隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化是當(dāng)今世界發(fā)展的必然趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)許多畜牧企業(yè)都設(shè)計(jì)或購(gòu)買畜牧信息化管理系統(tǒng)以及種畜遺傳評(píng)估系統(tǒng)，將牧場(chǎng)管理、種畜育種工作與信息技術(shù)相結(jié)合，以此提高生產(chǎn)管理水平，提升育種工作效率，科學(xué)建立種畜繁育基地。本研究在調(diào)研新疆地區(qū)中小型規(guī)�；�羊場(chǎng)的生產(chǎn)與管理模式的基礎(chǔ)上，將信息管理技術(shù)與現(xiàn)代遺傳評(píng)估技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)兼具信息管理與遺傳評(píng)估功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，致力幫助中小型羊場(chǎng)充分利用新疆豐富的種質(zhì)資源，培育優(yōu)良肉羊品種，促進(jìn)新疆肉羊產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

　　1 系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)支持

　　1.1 編程語(yǔ)言 Python 語(yǔ)言是一門新興且優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，在 2021 年 TIOBE(編程語(yǔ)言社區(qū)排行)中，Python 排名第一，榮獲 2021 年度編程語(yǔ)言稱號(hào)。Python 已成為多個(gè)領(lǐng)域的編程實(shí)戰(zhàn)語(yǔ)言，運(yùn)用越來(lái)越成熟。Python 學(xué)習(xí)與使用起來(lái)清晰而簡(jiǎn)單，非常適合編程基礎(chǔ)薄弱或者零基礎(chǔ)的人員使用。Python 擁有龐大的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，可以編寫程序來(lái)處理各種工作，包括正則表達(dá)式、線程、文檔生成等功能。除了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，它還有大量高質(zhì)量的第三方庫(kù)[6,8 9]，如 Django、DjangoRESTframework、NumPy 等，這些庫(kù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)編程集成開發(fā)環(huán)境軟件例如 PyCharm、VSCode 搜索下載使用，有助于提高開發(fā)效率。

　　1.2 Web 應(yīng)用框架 Django 框架是具有完整架站能力的開源框架，由 Python 編寫，其設(shè)計(jì)理念是由傳統(tǒng) MVC 模式演變的 MTV 模式。開發(fā)優(yōu)勢(shì)：部署方便、可重用性高、維護(hù)成本低，可以便捷快速地開發(fā)以數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng);Django 自身集成了豐富的開發(fā)通用組件，如用戶認(rèn)證、分頁(yè)、中間件、緩存、Session 等，避免浪費(fèi)大量時(shí)間做重復(fù)的工作;Django還具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)組件、靈活的 URL 映射，大大提高開發(fā)效率[6,9]。

　　1.3 系統(tǒng)開發(fā)的硬軟環(huán)境

　　1.3.1 系統(tǒng)開發(fā)的軟件環(huán)境 肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)在 Windows 10 操作系統(tǒng)上開發(fā)，以 Python3.6.8 作為編程語(yǔ)言，Django 2.0 為開發(fā)框架，以 Pycharm 專業(yè)版為輔助開發(fā)工具，數(shù)據(jù)庫(kù)采用 Python 3 默認(rèn)選取的 SQLite 3 數(shù)據(jù)庫(kù)，以 Navicat Premium 12 為數(shù)據(jù)庫(kù)的輔助編輯器。

　　1.3.2 系統(tǒng)開發(fā)的硬件環(huán)境 系統(tǒng)開發(fā)所用電腦的 CPU 為 Intel(R) Core(TM) i5 1035 G1，RAM 容量為 16 GB，Storage 容量為 512 GB。

　　1.4 支撐系統(tǒng)運(yùn)行的硬軟環(huán)境 運(yùn)行平臺(tái)/操作系統(tǒng)：Windows7、Windows10、Linux、Mac.運(yùn)行的硬件環(huán)境：Intel(R) Core(TM) i3 及以上;RAM:2 GB 及以上;Storage:256 GB及以上。軟件運(yùn)行支撐環(huán)境/支持軟件：Python 3.6 及以上版本、Django 3.0 及以上版本、R 語(yǔ)言。

　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)由 Django 框架搭建而成，采用瀏覽器/服務(wù)器 (Browser/Server，B/S)結(jié)構(gòu)模式，通過(guò)調(diào)用R 語(yǔ)言的sommer 包實(shí)現(xiàn)羊場(chǎng)數(shù)據(jù)信息化管理以及肉羊遺傳評(píng)估的功能。肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)在開發(fā)類型上定義為大數(shù)據(jù)嵌入式軟件，后續(xù)的項(xiàng)目計(jì)劃將通過(guò) Python強(qiáng)大的可移植性嵌入到肉羊遺傳評(píng)估與分子育種服務(wù)平臺(tái)中。

　　2.1 系統(tǒng)角色分權(quán) 肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)分為羊場(chǎng)信息管理模塊與肉羊遺傳評(píng)估模塊，并設(shè)置了擁有不同權(quán)限的 3 種角色，分別為管理員、技術(shù)員與飼養(yǎng)員。3 種角色的系統(tǒng)主界面所含有的功能模塊數(shù)量依次遞減，管理員擁有系統(tǒng)全部功能模塊，且只有管理員具有添加與刪除系統(tǒng)成員賬號(hào)以及運(yùn)行肉羊遺傳評(píng)估模塊的權(quán)限。羊場(chǎng)管理人員可以根據(jù)員工所處崗位添加角色賦予員工在系統(tǒng)內(nèi)的管理權(quán)限。用戶在登錄頁(yè)面輸入正確的賬號(hào)、密碼以及驗(yàn)證碼答案即可進(jìn)入系統(tǒng)主頁(yè)面，視圖通過(guò)賬號(hào)識(shí)別用戶角色，并賦予擁有相應(yīng)權(quán)限的主界面。

　　2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)是大數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，具有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、維護(hù)、檢索等功能。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)很大程度上決定了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的實(shí)現(xiàn)[10]。肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)包含用戶的注冊(cè)表以及各管理模塊的數(shù)據(jù)表。根據(jù)實(shí)際需求，選用了SQLite 3 作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)具有易升級(jí)維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。

　　由于 SQLite 3 數(shù)據(jù)庫(kù)是Python 3 默認(rèn)選取的輕型數(shù)據(jù)庫(kù)，所以使用方便，不需要事先安裝數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。相比于MySQL 等數(shù)據(jù)庫(kù)，SQLite 3 不需要配置，不需要任何外部的依賴，用戶不需要復(fù)雜的安裝以及在 cmd 終端申請(qǐng)賬號(hào)的過(guò)程，且每次使用前后不需要手動(dòng)開啟、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)，SQLite 3在搭建系統(tǒng)時(shí)也不需要事先建表，數(shù)據(jù)表直接遷移。根據(jù) SQLite 的官方提示，SQLite 3 數(shù)據(jù)庫(kù)最大支持 128 TiB(140 terabytes, or 128 tebibytes)，數(shù)據(jù)承載量對(duì)于中小型羊場(chǎng)完全夠用。在數(shù)據(jù)查詢方面，查詢條件如果是索引字段，在總數(shù)據(jù)量非常龐大的情況下查詢速度仍然很快。

　　2.3 羊場(chǎng)信息管理模塊

　　羊場(chǎng)信息管理模塊提供了一種簡(jiǎn)便而有效的信息管理和處理技術(shù)，它通過(guò)設(shè)計(jì)模型來(lái)定義表格與字段，將現(xiàn)實(shí)的羊場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，并在虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)起來(lái)，通過(guò)編寫視圖函數(shù)來(lái)調(diào)用和分析數(shù)據(jù)，把繁雜的數(shù)據(jù)資料變成用戶所需要的可用來(lái)決策的信息[11]。羊場(chǎng)信息管理模塊的每個(gè)子模塊對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)置了增刪查改、導(dǎo)出、打印功能，在羊只管理、配種記錄、繁殖管理、系譜管理、性能測(cè)定以及育種值表 6 個(gè)子模塊中設(shè)置了數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入功能。

　　2.3.1 列表設(shè)置

　　列表分頁(yè)設(shè)置：由于本系統(tǒng)為大數(shù)據(jù)軟件，因此各模塊中的表格分頁(yè)設(shè)置了每頁(yè) 10、20、50、100、200、500、1 000、2 000、5 000 條數(shù)據(jù)選項(xiàng)，方便用戶對(duì)數(shù)據(jù)的查看以及批量操作。列表字段隱藏功能：本系統(tǒng)各子模塊列表字段屬性全面、數(shù)量較多，用戶可根據(jù)實(shí)際需求將不需要的字段隱藏，使數(shù)據(jù)列表簡(jiǎn)短、直觀。在系統(tǒng)各個(gè)子模塊模型的最后設(shè)立“創(chuàng)建時(shí)間、創(chuàng)建人、修改時(shí)間、修改人”4 個(gè)日志類型的字段，系統(tǒng)會(huì)在員工操作后自動(dòng)記錄以上四字段的內(nèi)容，且員工無(wú)法改動(dòng)，以此方便查尋追責(zé)，用以督促員工在收集、登記數(shù)據(jù)時(shí)確保數(shù)據(jù)完整無(wú)誤。

　　2.3.2 數(shù)據(jù)的查詢

　　數(shù)據(jù)的查詢功能是羊場(chǎng)信息管理模塊的核心功能，也是其他功能的基礎(chǔ)。通過(guò)連接 SQLite 3 數(shù)據(jù)庫(kù)，為各子模塊的數(shù)據(jù)列表設(shè)置了 2 種數(shù)據(jù)查詢方法：一是設(shè)置關(guān)鍵字搜索框關(guān)聯(lián)模型中的所有字段，用戶需要輸入具體關(guān)鍵字對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索;二是按條件篩選，在各個(gè)模塊列表中按羊場(chǎng)的實(shí)際需求，選定一個(gè)或多個(gè)字段設(shè)置為篩選條件，用戶填寫篩選框條件即可在數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選數(shù)據(jù)。

　　2.3.3 數(shù)據(jù)的添加

　　數(shù)據(jù)的增添功能可以通過(guò)點(diǎn)擊“添加”鍵填充字段內(nèi)容對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐條添加。在添加數(shù)據(jù)量龐大的情況下，用戶可通過(guò)數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入功能一鍵導(dǎo)入數(shù)據(jù)。導(dǎo)入功能要求上傳的數(shù)據(jù)文件必須是純文本文件(Excel、Csv)，文件中第一行數(shù)據(jù)名稱從左到右的排列順序必須與系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表中字段順序一致，文件內(nèi)缺失數(shù)據(jù)采用 NA 代替，數(shù)據(jù)之間的間隙使用空格或 Table 鍵。

　　2.3.4 數(shù)據(jù)的刪除與修改

　　數(shù)據(jù)的刪除功能是在查詢功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)查詢后，勾選目標(biāo)數(shù)據(jù)前的復(fù)選框進(jìn)行刪除。批量刪除需根據(jù)刪除數(shù)據(jù)條數(shù)進(jìn)行分頁(yè)設(shè)置，使需刪除的數(shù)據(jù)集中在第一頁(yè)，點(diǎn)擊列表前的復(fù)選框進(jìn)行整頁(yè)刪除。修改功能同刪除功能。

　　2.3.5 數(shù)據(jù)的導(dǎo)出與打印

　　數(shù)據(jù)的導(dǎo)出功能：數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)查詢后，按照數(shù)據(jù)量進(jìn)行分頁(yè)設(shè)置，使需導(dǎo)出的數(shù)據(jù)集中在第一頁(yè)，通過(guò)點(diǎn)擊“導(dǎo)出”鍵，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入新建的 Excel 或 Csv 文件中，并自動(dòng)保存在電腦 C 盤的“用戶”文件中。數(shù)據(jù)打�。翰僮髁鞒掏瑪�(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，打印設(shè)置默認(rèn)為橫向黑白打印，打印紙張默認(rèn)為A4。

　　2.4 肉羊遺傳評(píng)估模塊

　　種羊的遺傳評(píng)定是肉羊育種中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，選種準(zhǔn)確與否對(duì)畜群生產(chǎn)性能的提高具有決定性作用[12]。隨著動(dòng)物數(shù)量遺傳學(xué)的發(fā)展，基于 BLUP 的選擇方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是這種計(jì)算方法比較復(fù)雜，主要使用幾款專業(yè)的遺傳評(píng)估軟件，如 R、Armel、DMU、WOMBAT 和 BLUPF 90 等，但這些軟件不適用于沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò) BLUP 法原理以及軟件教程的羊場(chǎng)工作人員，這是目前遺傳評(píng)估軟件面臨的問(wèn)題。

　　本系統(tǒng)通過(guò) Python的第三方庫(kù) Rpy 2 調(diào)用 R 語(yǔ)言的 summer 包，將遺傳評(píng)估軟件有效整合到現(xiàn)有的管理系統(tǒng)中，系統(tǒng)還為遺傳評(píng)估功能設(shè)置了簡(jiǎn)單且靈活的 Web 頁(yè)面，用戶只需在此頁(yè)面單純的進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊，即可完成育種值計(jì)算操作，解決了上述遺傳評(píng)估軟件存在的問(wèn)題。肉羊遺傳評(píng)估模塊通過(guò) sommer 包建模，運(yùn)用 BLUP 法的單性狀動(dòng)物模型與多性狀動(dòng)物模型計(jì)算肉羊的育種值。

　　BLUP 法是目前世界范圍內(nèi)主要的種畜遺傳評(píng)定方法[13 14]，由Henderson 于 20 世紀(jì) 50 年代初提出，其本質(zhì)是處理不均衡資料的混合模型方程組(MixedModel Equation)方法[15]。BLUP 法將選擇指數(shù)法和最小二乘估計(jì)方法有機(jī)結(jié)合起來(lái)，可以在估計(jì)育種值的同時(shí)對(duì)系統(tǒng)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行估計(jì)和校正，消除了因選擇和淘汰等造成的偏差，通過(guò) BLUP 法計(jì)算所得的個(gè)體育種值具有最佳線性無(wú)偏性，精確性較高。系統(tǒng)通過(guò) Django 框架的視圖與模板搭建計(jì)算育種值的選項(xiàng)卡表單 Web 頁(yè)面，用戶在Web 頁(yè)面勾選單選框、復(fù)選框與下拉列表即可選定進(jìn)行育種值計(jì)算的羊只數(shù)據(jù)與動(dòng)物模型。

　　用戶在點(diǎn)擊“計(jì)算”選項(xiàng)后，系統(tǒng)視圖接收用戶指令通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù) SQL 的 JOIN 關(guān)鍵字進(jìn)行多表聯(lián)查提取數(shù)據(jù)，形成由羊只 ID、固定效應(yīng)、表型性狀組成的數(shù)據(jù)文件，和由目標(biāo)羊只及其父母代、祖代的個(gè)體號(hào)組成的系譜文件。系統(tǒng)后臺(tái)將兩份文件的文件名以及用戶所選表型性狀與固定效應(yīng)的字段名作為參數(shù)傳輸?shù)?AnimalUtils 類函數(shù)相應(yīng)的活字段中，完成由 R 語(yǔ)言指令拼接的字符串，最后通過(guò)調(diào)用 rpy2 庫(kù)的 r 方法執(zhí)行 R 語(yǔ)言程序，R 語(yǔ)言按照字符串指令進(jìn)行常規(guī)育種值估計(jì)。系統(tǒng)調(diào)用 sommer 包運(yùn)算所得的育種值結(jié)果自動(dòng)生成數(shù)據(jù)文件，在“育種值表”子模塊一鍵導(dǎo)入保存育種值數(shù)據(jù)。

　　3 遺傳評(píng)估功能

　　測(cè)試系統(tǒng)的遺傳評(píng)估功能測(cè)試是將同一份測(cè)試數(shù)據(jù)分別通過(guò)系統(tǒng)與 DMU 軟件進(jìn)行育種值計(jì)算，在考慮相同固定效應(yīng)以及運(yùn)算模型皆為動(dòng)物模型 BLUP 的情況下，比較系統(tǒng)與 DMU軟件的育種值結(jié)果。測(cè)試數(shù)據(jù)為真實(shí)數(shù)據(jù)，由課題組提供，測(cè)試數(shù)據(jù)于 2021 年采集自新疆地區(qū)的三寶牧業(yè)、塞外銀羚種羊場(chǎng)以及上品美羊科技有限公司，數(shù)據(jù)在剔除異常值后，共計(jì)1 689 只湖羊的初生重與斷奶重，系譜為完整的二代系譜與部分三代系譜。

　　遺傳評(píng)估功能測(cè)試方法具體為系統(tǒng)與 DMU 軟件先后采用單性狀動(dòng)物模型與多性狀動(dòng)物模型，以羊只性別、出生類型、場(chǎng)號(hào)、出生年 季為固定效應(yīng)，計(jì)算 1 689 只湖羊初生重與斷奶重的個(gè)體育種值。經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試，系統(tǒng)與 DMU 軟件計(jì)算 1 689 只湖羊初生重與斷奶重的個(gè)體育種值結(jié)果均基本一致，相關(guān)的前后端指令交互、多表聯(lián)查提取數(shù)據(jù)以及 rpy2 調(diào)用 R 語(yǔ)言等代碼的邏輯設(shè)計(jì)合理。

　　4 討 論

　　目前，我國(guó)研制出的肉羊遺傳評(píng)估軟件大多數(shù)采用的是傳統(tǒng)育種運(yùn)算方法，很少涉及基因組選擇的分子育種方法，例如魯紹雄[16]等開發(fā)的肉羊信息管理與育種分析系統(tǒng)、趙曉亮[17]研制的肉羊數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)掘模塊與遺傳育種模塊以及何小龍[18]等開發(fā)的內(nèi)蒙古自治區(qū)種羊遺傳評(píng)估中心網(wǎng)絡(luò)管理信息系統(tǒng)都是采用的傳統(tǒng)育種運(yùn)算方法。

　　本系統(tǒng)目前已實(shí)現(xiàn)運(yùn)用常規(guī)BLUP 法進(jìn)行傳統(tǒng)的育種值運(yùn)算，后續(xù)工作將進(jìn)一步深度挖掘現(xiàn)代肉羊遺傳評(píng)估技術(shù)，系統(tǒng)將加入GBLUP法運(yùn)算功能，建立基于基因組選擇的肉羊遺傳評(píng)估與分子育種服務(wù)技術(shù)平臺(tái)，構(gòu)建適合新疆肉羊產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展的繁育體系。

　　在遺傳評(píng)估軟件選擇方面，相比于常用的 DMU 軟件、ASReml、BLUP 90，R 語(yǔ)言的sommer 包在常規(guī) BLUP 法運(yùn)算方面相對(duì)平庸，在數(shù)據(jù)量龐大的情況下運(yùn)算速度無(wú)法與前三者相比，甚至當(dāng)固定效應(yīng)與表型數(shù)量與種類較多，從而構(gòu)建的混合線性模型較為復(fù)雜時(shí)，sommer 包在矩陣迭代中途會(huì)出現(xiàn)“因矩陣過(guò)于龐大而停止工作”的報(bào)錯(cuò)代碼。

　　在系統(tǒng)與 DMU軟件皆采用多性狀動(dòng)物模型計(jì)算 1 689 只湖羊初生重與斷奶重的個(gè)體育種值的測(cè)試中，系統(tǒng)調(diào)用 sommer 包在矩陣迭代過(guò)程中用時(shí)不穩(wěn)定，最少用時(shí) 28 min，最多用時(shí) 90 min，用 R 軟件跑 sommer 包代碼用時(shí)也是如此，而 DMU 用時(shí)僅在 4 min 以內(nèi)，sommer 包運(yùn)算結(jié)果雖然與 DMU 軟件基本一致，但在運(yùn)算時(shí)間上有很大差距。

　　而且 sommer 包本身不具有處理系譜數(shù)據(jù)的功能，需要先由 R 語(yǔ)言的 nadiv 包依據(jù)系譜信息構(gòu)建 A 矩陣與 A 逆矩陣，再由 sommer包構(gòu)建混合線性模型計(jì)算育種值。但在軟件的使用性質(zhì)上，只有 R 語(yǔ)言的 sommer 包為完全免費(fèi)軟件，商業(yè)使用無(wú)需授權(quán)，而且在 GBLUP 法運(yùn)算方面性能較為優(yōu)秀，可為后續(xù)開發(fā)的分子育種功能提供技術(shù)支持，所以選取 R 語(yǔ)言的sommer 包作為本系統(tǒng)調(diào)用的遺傳評(píng)估軟件。

　　5 結(jié) 論

　　本研究基于 Django 框架設(shè)計(jì)了肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)，該系統(tǒng)的羊場(chǎng)信息管理模塊通過(guò)對(duì)羊場(chǎng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的增刪查改、導(dǎo)入與導(dǎo)出等操作，基本實(shí)現(xiàn)了羊場(chǎng)數(shù)據(jù)信息化管理與肉羊生產(chǎn)性能登記的功能，也為遺傳評(píng)估模塊提供完整、可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ);該系統(tǒng)的肉羊遺傳評(píng)估模塊通過(guò)調(diào)用 R 語(yǔ)言的 sommer 包計(jì)算羊只個(gè)體育種值，經(jīng)真實(shí)數(shù)據(jù)反復(fù)測(cè)試，在測(cè)試同一份數(shù)據(jù)，考慮相同固定效應(yīng)的情況下，肉羊遺傳評(píng)估系統(tǒng)與 DMU 軟件先后通過(guò)單性狀動(dòng)物模型與多性狀動(dòng)物模型計(jì)算 1 689 只湖羊初生重與斷奶重的個(gè)體育種值的結(jié)果均基本一致，后臺(tái)代碼的邏輯設(shè)計(jì)合理，肉羊遺傳評(píng)估模塊可以實(shí)現(xiàn)肉羊遺傳評(píng)估與構(gòu)建羊場(chǎng)育種數(shù)據(jù)庫(kù)的功能;系統(tǒng)整體可以為新疆肉羊產(chǎn)業(yè)持續(xù)選育優(yōu)良肉羊品種提供技術(shù)支持。

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　　作者：吳 飛，石 蘭，馬梅蘭，王 江，何新宇，依明·蘇來(lái)曼

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