刘伟+丁长松+梁杨
摘要：中药种质资源信息体系是为了进步中药种质资源的办理功率，整兼并剖析中药种质资源数据，完成中药种质资源的信息化办理，更好地为科研机构、政府、企业以及药农等效劳，体系包含信息库、文献库、基因库3个数据库，13个功用模块。该体系既有助于对中药种质资源相关数据的办理，又便于数据的集成、剖析和核算，进而发掘数据中潜在的规则和方式，并供给灵敏的数据比对和可视化等功用，具有重要的实用价值和研讨价值。
关键词：中药；种质资源；信息体系；数据库
DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.05.002
中图分类号：R2-05 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2017）05-0005-03
Design and Implementation of Germplasm Resources Information System for Chinese Medicines LIU Wei， DING Chang-song， LIANG Yang （School of Management and Information Engineering， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China）
Abstract： Germplasm Resources Information System for Chinese Medicines （GRIS-CM） is designed and realized for improving the management efficiency of the germplasm resources for Chinese materia medica. The system integrates and analyzes the germplasm resources data， realizes information management of the germplasm resources for Chinese materia medica， and provides better services for scientific research institutions， governments， enterprises and medicinal herb growers. It contains 3 databases and 13 function modules， including the basic information base， literature library and gene bank. GRIS-CM can help manage the related data of germplasm resources for Chinese materia medica， and is better for data integration， analysis and statistics to find the rules and patterns. GRIS-CM provides flexible data comparison and visualization functions， and has significant practical value and research value.
Key words： Chinese materia medica； germplasm resources； information system； database
種质资源又称遗传资源或基因资源，是生物资源的重要组成部分。中药种质资源是中药材引种培养和资源维护的根底，是施行“中药材出产质量办理规范”（GAP）的保证，也是保证下流产品等效性与安全性以及促进中药职业可持续开展的柱石。中药种质资源的根底数据、文献资料及基因数据等关于中药职业的可持续开展具有重要含义。
因为中药种质资源数据规划较为巨大，选用传统人工办理方法查询和处理信息的功率较低，难以完成对种质资源实体库中数据的实时查询、核算剖析和相关查询，不能科学、高效、直观地提取和出现数据中存在的信息，也无法全面、真实地记载中药种质资源的生态环境及地理分布等信息；此外，文献库、信息库和基因库彼此独立，不利于信息的整合和相关剖析，也无法供给数据的可视化、数据比对、数据发掘等功用。因而，建造功用完善、规划合理、操作简洁的中药种质资源信息体系及相应的文献库、信息库和基因库的含义严重，一方面有利于中药种质资源的办理，另一方面有利于相关数据的集成、剖析和核算，进而发掘潜在的规则和方式，并供给灵敏的数据比对和可视化等功用。
中药种质资源信息体系的建造，可完成对中药种质资源信息的会集办理和资源数据的同享，为研讨者和出产者全面了解中药种质的特性、拓展优质资源和遗传基因的运用范围、培养优质高产的中药材供给新的手法，对中药职业的开展大有裨益。作为第三批湖南省高等学校“2011协同立异中心”——湖湘中药资源维护与运用协同立异中心之中药种质资源实体库相配套的信息体系，是由湖南中医药大学药学院中药判定与资源实验室和湖南中医药大学办理与信息工程学院信息系联合开发的一套中药种质资源信息体系（Germplasm Resources Information System for Chinese Medicines，GRIS-CM），该体系会集药种质资源根底信息、地理分布信息、数量与质量信息、专家信息、商场信息、商业信息、文献数据、基因数据于一体，可为中药种质资源供给专业、全面的信息效劳，具有重要的科研价值和社会价值。兹就GRIS-CM相关状况介绍如下。
1 体系剖析与规划
1.1 体系中心功用剖析
GRIS-CM首要用户包含相关政府部门工作人员、种质资源研讨人员、药农和药企。体系办理员可认为注册用户分配相应的功用权限，在默许状况下，一切用户都能够完成对中药种质资源数据的查询、阅读、核算和比较等操作。
GRIS-CM供给了包含中药种质资源根底数据查询比对模块（供给数据查询、比照剖析、相片及视频显现等功用）、中药种质资源根底数据核算剖析模块（供给数据核算剖析、可视化显现核算成果、种质资源地图、种质资源Web GIS等功用）、中药种质资源根底数据办理模块、中药种质资源商场及商业信息运用模块等13个根底功用模块。详见图1。
1.2 体系架构规划
GRIS-CM选用多层B/S（Browser/Server，阅读器/效劳器）架构，体系全体架构包含5层，别离是数据层（包含3个具有相关性的中药种质资源数据库，别离用于存储中药种质资源根底数据、文献数据及基因数据）、数据拜访层（完成对数据库进行增、删、改、查等根本操作）、数据处理层（根据数据发掘、机器学习、核算剖析等技能，供给数据剖析和运用研讨功用）、事务逻辑层（完成信息体系的事务功用）和用户接口层（为用户供给数据查询、显现、剖析、核算等操作界面）。详见图2。
另以图2中的分层架构作为根底，对每一层进行具体规划。数据库规划中每一个联系均满意第三范式的要求，尽量削减冗余的数据。因为不同的中药需运用不同特点描绘其种质资源，因而，在规划中药种质资源根底数据库时，针对每一种中药都创建了相应的联系表，不同中药种质资源根底数据表中的字段有所异同，用于完好地保存每一种中药的种质资源数据。
2 体系完成
2.1 技能完成计划
GRIS-CM根据Oracle公司的干流软件开发渠道Java EE，以及Microsoft公司的干流数据库办理体系Microsoft SQL Server。选用干流面向对象编程言语Java完成体系功用，以JSP+Servlet+JavaBean完成体系的表明层（View）、操控层（Controller）和模型层（Model）；Web运用的效劳器端布置在Linux操作体系上，效劳器中间件选用Apache Tomcat；数据库布置在Windows操作体系；Web运用体系经过JDBC与数据库互联；用户界面层首要选用JSP、HTML、CSS完成，部分富客户端功用运用了HTML5&CSS3及JavaScript（jQuery+JSON）等技術。详见图3。
2.2 体系物理结构
GRIS-CM物理架构（布置结构）分为3层：数据库效劳器担任数据的存储和办理，独立数据库效劳器可进步体系全体运转功用、安全性和可靠性，数据库效劳器需求较大的物理存储空间，装备较大存储容量硬盘；运用效劳器担任事务功用程序的履行、数据剖析及发掘相关程序，运用效劳器需求具有较强的核算才能，需求装备较大的内存和主频高的处理器；客户端阅读器担任数据的输入和出现，阅读器端担任Web页面的显现和JavaScript程序的履行，在完成过程中需求考虑客户端阅读器的兼容性和客户端PC机的分辨率，表明层支撑常用阅读器的各个版别。
2.3 功用界面示例
GRIS-CM会集药种质资源数据办理、查询、剖析、发掘等功用于一体，为中药种质资源供给全面的、专业的信息效劳，并整合Web GIS、文献库、基因库，更好地为各类用户供给效劳，体系操作简略，运用方便，界面人性化程度高。GRIS-CM为用户供给了功用强大、内容丰富的种质资源查询功用，如图4所示杜仲种质资源查询界面。
3 小结
GRIS-CM整合了中药种质资源根底信息库、文献库和基因库，供给中药种质资源根底信息、地理分布信息、数量与质量信息、专家信息、商场信息、商业信息、文献数据、基因数据等的研讨与运用渠道。该体系现在尚处于中药种质资源收拾和数据搜集录入阶段，首要用户为中药种质资源研讨人员，待数据量到达必定规划后，即可面向药企、药农等相关单位和个人用户敞开。该体系现有湖南省中药种质资源数据共600多条，包含山银花、杜仲、夏枯草、鱼腥草、茯苓、玉竹、丹参、枸杞子8种中药的种质资源数据。
在后续工作中，将进一步对中药种质资源数据进行数据剖析和发掘研讨，对中药种质资源数据进行聚类、分类、相关剖析和反常数据检测，进而发掘潜在的规则和方式，树立相应的种质资源的点评及性状挑选等模型，为中药种质资源供给愈加完好有用的信息支撑效劳。此外，还将进一步对体系中的数据进行扩大，添加新品种的中药以及相关种质资源数据，拟在5年内，合作在建的中药种质资源实体库，存储中药种质资源数据10 000份以上。一起，将针对不同类型的中药，拟定相应的种质资源数字化规范，为中药种质资源信息供给更为形象的富媒体方式的存储和出现，充分运用图片、视频等格局来形象、直观地表达和描绘种质资源信息。
总归，功用完善、规划合理、易于运用的GRIS-CM将有助于提高中药种质资源办理和研讨的功率，进而完成中药种质资源数据存储的规范化、办理的数字化和剖析的智能化。
