牧草根际促生菌资源数据库管理系统构建

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摘要：通过对甘肃农业大学草业微生物实验室保存的植物根际促生菌资源的收集，整理和分析，设计并构建了牧草根际促生菌资源数据库管理系统。该系统采用Access 2003+ Visual C++ 6.0 设计，整个管理系统分为基本数据管理和系统服务管理2个模块，基本数据管理模块主要对收集的根际促生菌资源进行录入，系统服务管理模块提供可视化界面，设置查询窗口、数据浏览窗口和表格导出窗口，也可修改、添加及删除数据，还具有统计功能。构建的系统收录了甘肃农业大学草业微生物实验室保存的所有促生菌（PGPR）株的详细文本及图片材料，信息量大，功能全面，操作简便，解决了牧草根际促生菌资源的数字化有效存储管理。

关键词：促生菌;数据库;系统管理

中图分类号：S 144;TP 392文献标识码：A文章编号：1009-5500（2015）02-0078-05

数据库技术可对数据进行存储、使用和管理，是计算机技术产业中应用最广、发展最快的技术之一[1]。当前数据库系统几乎都以关系数据库作为标准，关系数据库仍作为当代数据库技术发展的主流，无论是Oracle公司上市的Oracle 9i，IBM公司推出的DB2，或者Microsoft公司推出的Access、SQL Server等都是关系型数据库[2]。Access数据库管理系统能够合理地将数据库中的数据资料进行管理、组织和共享，也能将这些数据资料与Web联合在一起，为通过互联网共享数据库资料提供基础平台[3]。

目前，计算机技术已较为成熟，在草坪数据管理方面国外学者开展了一定的研究[4]。Snyder G H[5]开发的养分诊断和推荐系统（Diagnosis and recommendation integrated system）可作为评定草坪养分状况的有效工具。McCarty L B[6]开发的关于病虫害与草坪草信息监测软件（Turfgrass information and pest scouting），探讨了高尔夫球场草坪草中的病原菌和虫害等，进一步分析了草坪草的生长情况，为草坪管理者和教育人员提供了决策和支持。Golombek C H[7]建立了高尔夫球场的管理信息系统（Golf course management system），以地理信息系统为开发基础平台，且以数字地图形式告知草坪管理人员需要维护的区域，从而提高了工作效率。

国内很多研究人员在数据库建立方面也进行了有效的尝试，取得了大量的成果。马俊才等[8]建立了以我国微生物资源作为数据来源的大型综合中国微生物资源数据库（MRDC），包括微生物性状、名称、产品市场以及名词等。孙吉雄等[9]构建了草坪草信息的微机管理系统，周斌等[10]对云南菌种资源信息系统进行了开发与应用，黄金光等[11]构建了林业微生物菌种资源数据库查询系统，潘文等[12]建立了广西木本观赏植物的数据库管理系统，陈文允等[13]收集云南野生花卉资料而建立数据库，张南宾等[14]开发了重庆市园林植物数据库管理系统，陈燕等[15]开发了湖南省园林植物数据库，迟涛等[16]利用Asp开发乳酸菌种资源数据库。曹慧等[17]建立了甘肃啮齿动物Web信息系统设计与实现，方强恩等[18]构建了甘肃草坪地被植物数据库管理系统，荣杰等[19]建立了草地有毒植物数据库等。

利用Access数据库技术开发“植物根际促生菌资源数据库管理系统”，将豆科、禾本科等植物根际促生菌资源收集、整理，利用现代信息技术建立一个数据库管理系统软件，可为在植物根际促生菌方面进行科研、决策、管理、教学、生产等的部门及相关人员提供资源与实用技术信息的查询和服务，实现根际促生菌资源共享化，使其资源在农业和科研中得以充分有效的发展和利用，也为我国开展植物根际促生菌资源咨询服务研究奠定基础。

1系统分析

1.1资料获取具有可行性

由程序人员参与，促生菌方面专家与领域内的其他专家交谈、讨论，包括从书本、期刊、杂志总结各种信息，然后将整理后的资料按照类别入库。

1.2用户需求方面具有可行性

基于Web的PGPR管理信息系统集成了大量的图片、文本，并且建立了强大的查询功能，对每个知识点都进行了分类，拥有良好的系统使用的导航功能，用户不用花费太多的时间就可以获得自己想要的知识，从而辅助了决策的顺利进行，这种方法与从书本或者其他方式查询相比，花费的时间要少很多。

1.3软硬件符合系统开发的需要

该管理系统对计算机运行环境的要求较低，有利于今后系统信息的最大化共享。系统的硬件要求：（1）具备Pentium 4以上微处理器的微型计算机;（2）光盘驱动器;（3）Windows所支持的键盘和鼠标;（4） 256M以上内存;（5）最好为VGA或更高分辨率的显示器;（6） 300MB以上硬盘空间。软件要求：（1）Windows 2000（或更高的）操作系统;（2） Microsoft Office 2003（或以上）;（3）Access 2003数据库。

2系统设计

2.1系统规划

该系统采用Access 2003+ Visual C++设计。根据软件工程设计方法，在此系统的设计过程中，全面考虑系统的模块化、易操作性、易维护性以及可扩充性。选用先进的面向对象的C++编程语言开发方法，按照系统要求的内容和功能，设计系统的总体结构。

2.2系统结构图

整个管理系统分基本数据管理和系统服务管理2个模块，基本数据管理模块主要对收集的根际促生菌资源进行录入，系统服务管理模块提供可视化界面，设置查询窗、数据浏览窗和表格导出窗口，还可以添加、修改和删除数据，并具有统计分析功能。系统结构图如图1所示。

2.3数据库设计

本系统数据库采用Access 作为后台数据库，数据库名称为“数据库.mdb”。

该数据库包含10张数据表，分别是分泌生长素特性、根系部位、固氮菌、菌落特性、培养基、溶磷菌、宿主植物、细胞特性、最佳培养条件以及其他特性（图2）。其中分泌生长素特性数据表主要保存菌株分泌IAA的能力（表1）;根系部位主要录入菌株分离自植物的根系部位，如距根系较远（NRS）、根表土壤（RS）、根系表面（RP）以及根内（HP）;固氮特性主要保存菌株的固氮酶活性和固氮量;菌落特征包括菌落在LB培养基上的颜色、形状、边缘完整性、隆起度、表面状况和生长速度;溶磷特性主要录入菌株溶解无机磷和溶解有机磷的有效磷增量和溶磷圈的大小;细胞特性主要包含细胞形态、细胞大小、游动性及鞭毛;宿主植物录入了菌株分离自哪种植物;最佳培养条件数据表主要录入菌株最佳盐分浓度、最适培养温度、最适pH、最适光照和最佳培养方式（表2）;其他特性包含分子特性、生物防治特性、生化特性、分泌铁载体特性、碳源利用、氮源利用、产酸碱性和其他应用能力;培养基数据表主要录入几种分离菌的培养基的配方和组成。

3系统实现与操作

3.1系统的实现

本系统是针对甘肃农业大学草业微生物实验室在国际原子能机构（CPR-5-014）和国家自然基金（30960265，31360584）、现代农业产业技术体系（CARS-35）、甘肃省科技攻关（2GS035-A41-001-04）及甘肃省科技创新（GNCX-2012-45）等项目资助下，对分离、筛选并保存的菌株资源在运用和研究过程设计的，主要实现如下目标：

（1）向研究人员介绍保存的优势菌株;（2）展示各菌株的促生特性;（3）对菌株的菌落特征和细胞学特性进行管理;（4）对各菌株的最适培养条件进行管理;（5）最大程度地实现了系统易安装、易操作和易维护等性能;（6）系统运行稳定、安全可靠;（7）为管理人员提供了后台登陆入口。

3.2系统的运行环境

3.2.1系统的硬件平台

（1）CPU：Intel 酷睿i5 2450M，2.4GHz;（2）光盘驱动器：支持DVD LightScribe双层刻录;（3）Windows所支持的键盘和鼠标;（4）内存：2G;（5）分辨率：1366×768像素;（6） 硬盘空间：750GB。

3.2.2系统的软件平台

（1）Windows 2007操作系统;（2） Microsoft Office 2003;（3）Access 2003数据库;（4）Visual C++。

3.3系统操作

3.3.1系统主面板

系统主面板包括查询和浏览等功能模块。查询窗体设有分泌生长素特性、根系部位、固氮菌、菌落特性、培养基、溶磷菌、宿主植物、细胞特性、培养条件以及其他特性10 个查询文本框，可以通过在文本框中输入相应的信息进行查询。在查询文本框的上方设计有查询条件按钮，选择相应的按钮可以限定查询范围，也可以对数据库中相关植物信息进行统计分析。系统主面板右侧的主体部分是查询结果的显示区域。

3.3.2信息查询、浏览

用户可根据查询文本框，输入关键词进行查询。查询时，输入的关键词必须与记录的字段内容完全相同才能显示数据信息。在没有任何信息填写的情况下，点击其中一种查询文本框，如点击“菌落特性”就可以打开其在此数据库中的所有记录，通过翻页，可以浏览需要的信息。

以菌落特性为例：点击菌落特性这一查询文本框，首先在查询窗体的右下方显示的是数据库中记录的全部数据，右上方有“查询条件”一栏，点击会弹出“菌株”、“学名”、“属名”、“宿主植物”、“菌落特性”、“备注”、“文献”和“作者”等查询条件，若要查询假单胞菌属，则在属名一栏输入菌株号“假单胞菌属”，点击“查询”，即可显示假单胞菌属的详细信息。点击“表格导出”可以“Excel”保存类型对数据进行保存和打印，点击“返回”按钮可以返回到主面板。

4系统测试与维护

本系统在开发过程中采用的是边开发边测试的方法[21]。系统维护主要保障数据的安全性及维护整个系统的良好形象，如备份数据等，当遭遇电脑软件、硬件故障，影响到系统安全时，就可以利用数据恢复功能将原先备份的数据进行恢复，从而将系统的损失减小到最低程度。

5结论与展望

5.1结论

本系统采用Access 2003+ Visual C++ 6.0 设计了牧草根际促生菌资源数据库管理系统。整个管理系统可以分基本数据管理和系统服务管理2个模块，基本数据管理模块主要对收集的根际促生菌资源进行录入，系统服务管理模块提供可视化界面，设置查询窗、数据浏览窗和表格导出窗口，也可添加、修改和删除数据，还具有统计功能。系统收录了甘肃农业大学草业微生物实验室保存菌株的详细文本材料，信息量大，功能全面，操作简便，解决了牧草根际促生菌资源的数字化有效存储管理。

5.2展望

该数据库管理系统仅仅收集了甘肃农业大学草业学院微生物实验室的菌株资源，鉴于此作者在不久的将来可对其进行以下两方面的扩充：首先，可以收集各个地方乃至全国，甚至国外研究的PGPR资源;此外，该系统目前应用不广泛，可通过自助链接、搜索引擎、专家论坛、彩页及文化衫宣传等方式进行推广，为所有需要了解菌株资源的学者或研究人员提供方便快捷的基本资料。

参考文献：

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[18]方强恩，李强，白小明，等.甘肃草坪地被植物数据库管理系统的构建[J].草原与草坪，2010（2）：79-83.

[19]荣杰，赵宝玉，白松，等.草地有毒植物数据库[J].草业学报，2012，29（1）：30-34.

[20]姚拓.促进植物生长菌的研究进展[J].草原与草坪，2002（4）：3-5.

[21]曹汉平，王强，贾素玲.信息系统开发与IT项目管理[M].北京：清华大学出版社，2006.

Development of database management system of plant

growth promoting rhizobacteria

MA Wen-wen1 ，YAO Tuo1，LI Long2，ZHANG Yu-xia1，WANG Guo-ji1

（1.College of Pratacultural Science，Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland

Ecosystem，Ministry of Education/Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province/

Sino-U.S.Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability，Lanzhou 730070，China;

2.Beijing Donghuafeinuo Information Technology Company，BeiJing 100000，China）

Abstract：Based on the data collection and analysis of plant growth promoting rhizobacteria（PGPR）in microbiology laboratory of Pratacultural College of Gansu Agricultural University，the database management system was designed and developed with Access 2003+ VC++ 6.0.The system consists of two modules： basic data system management and system service management.The former provides functions of data input and the latter provides a visual interface，query window and output form window.In addition，it also provides the functions of data modification，data add，data delete and data statistics and analysis.

Key words：plant growth promoting rhizobacteria;database;system management