本發(fā)明屬于棉花育種，尤其涉及一種抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)棉花品種的育種方法及智能育種系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對棉花品種的需求日益多樣化，特別是在抗蟲性、低酚含量以及優(yōu)異的纖維品質(zhì)方面。新疆現(xiàn)有棉花品種多不抗蟲，化學(xué)農(nóng)藥的使用危害生態(tài)環(huán)境；引進抗蟲棉品種，種植時間長抗蟲性差，纖維品質(zhì)差；棉花中的酚類物質(zhì)含量高。

2、通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：

3、現(xiàn)有棉花品種的抗蟲性差，化學(xué)農(nóng)藥的使用危害生態(tài)環(huán)境；棉花纖維品質(zhì)差；棉花中的酚類物質(zhì)含量高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)棉花品種的育種方法及智能育種系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)棉花品種的育種方法包括：

3、步驟1，抗蟲基因的篩選與導(dǎo)入；

4、篩選具有高效抗蟲性的基因；

5、利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將抗蟲基因?qū)肽繕?biāo)生物體中?？梢岳胏rispr-cas9等基因編輯技術(shù)對這個已導(dǎo)入的抗蟲基因進行精確編輯或優(yōu)化，以提高其表達(dá)效率或調(diào)整其特性。多代篩選和穩(wěn)定遺傳測試；

6、步驟2，低酚基因的篩選與培育；

7、分析棉花酚類物質(zhì)合成的關(guān)鍵基因：

8、篩選具有低酚表達(dá)特性的基因型或突變體：

9、通過雜交、回交手段培育低酚品種。

10、進一步，所述篩選具有高效抗蟲性的基因方法：

11、(1)使用pcr聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)，從已知具有抗蟲性的棉花或其他植物品種中擴增出的抗蟲基因片段；

12、(2)利用生物信息學(xué)工具對基因片段進行序列分析，預(yù)測其編碼的蛋白結(jié)構(gòu)和功能，從而篩選出具有潛在抗蟲性的基因；

13、(3)在實驗室條件下，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將候選基因?qū)氲侥Ｊ街参锇〝M南芥中，觀察其對抗蟲性的貢獻。

14、進一步，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將抗蟲基因?qū)肽繕?biāo)生物體中。隨后，可以利用crispr-cas9等基因編輯技術(shù)對這個已導(dǎo)入的抗蟲基因進行精確編輯或優(yōu)化，以提高其表達(dá)效率或調(diào)整其特性。：

15、1)設(shè)計特定的crisprcas9系統(tǒng)，包括針對目標(biāo)棉花基因組位點的特異性grna導(dǎo)向rna；

16、2)構(gòu)建包含抗蟲基因和crisprcas9系統(tǒng)的表達(dá)載體，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法或基因槍法方法將載體導(dǎo)入到棉花細(xì)胞中；

17、3)在組織培養(yǎng)條件下，篩選成功導(dǎo)入并表達(dá)的細(xì)胞系，并進行進一步的再生植株培養(yǎng)。

18、進一步，所述多代篩選和穩(wěn)定遺傳測試方法：

19、在再生植株中，通過pcr、基因測序方法驗證抗蟲基因的存在和正確表達(dá)；

20、在實驗室和田間條件下，對抗蟲性進行多代測試，確?？瓜x基因的穩(wěn)定遺傳和表達(dá)；

21、篩選出抗蟲性穩(wěn)定、遺傳背景清晰的株系，用于后續(xù)育種工作；

22、進一步，所述分析棉花酚類物質(zhì)合成的關(guān)鍵基因方法：

23、利用基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，對棉花進行全基因組測序和rna測序；

24、通過生物信息學(xué)分析，找出與酚類物質(zhì)合成相關(guān)的基因家族和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；

25、通過功能基因組學(xué)方法包括基因敲除、過表達(dá)，驗證關(guān)鍵基因在酚類物質(zhì)合成中的作用。

26、進一步，所述篩選具有低酚表達(dá)特性的基因型或突變體方法：

27、在自然群體或誘變?nèi)后w中，篩選酚類物質(zhì)含量低的個體；

28、通過基因定位和關(guān)聯(lián)分析，找出與低酚表達(dá)相關(guān)的基因或基因型；

29、通過雜交、回交手段培育低酚品種：

30、將低酚基因型與優(yōu)質(zhì)棉花品種進行雜交，通過多代選擇和自交，使低酚基因逐漸純合；

31、利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，加速低酚基因的聚合和穩(wěn)定；

32、通過田間試驗，驗證低酚品種的穩(wěn)定性和產(chǎn)量、品質(zhì)其他性狀的表現(xiàn)。

33、本發(fā)明的另一目的在于提供一種抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)棉花品種的育種系統(tǒng)包括：

34、數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模塊，用于建立棉花種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫：

35、收集棉花種質(zhì)資源，包括種子、dna樣本、表型數(shù)據(jù)；

36、利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，建立包括遺傳信息、表型數(shù)據(jù)、育種歷史信息的種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫；

37、開發(fā)模塊，用于開發(fā)智能育種管理軟件：

38、利用編程語言和軟件開發(fā)工具，開發(fā)具有數(shù)據(jù)錄入、查詢、分析、可視化功能的智能育種管理軟件；

39、集成自動化數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括傳感器、圖像識別系統(tǒng)，實現(xiàn)育種數(shù)據(jù)的自動化收集和處理；

40、挖掘預(yù)測模塊，用于利用人工智能算法進行數(shù)據(jù)挖掘和預(yù)測分析：

41、利用機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)人工智能算法，對育種數(shù)據(jù)進行深度挖掘和預(yù)測分析；

42、構(gòu)建預(yù)測模型，預(yù)測新品種的性狀表現(xiàn)、遺傳穩(wěn)定性關(guān)鍵指標(biāo)；

43、通過可視化技術(shù)，將分析結(jié)果以圖表、報告形式展示給用戶；

44、構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建智能溫室和自動化試驗田：

45、設(shè)計并建設(shè)具備環(huán)境控制、自動化灌溉、施肥、病蟲害防治功能的智能溫室；

46、在田間試驗中，引入自動化監(jiān)測設(shè)備包括無人機、遙感設(shè)備，實現(xiàn)棉花生長狀態(tài)的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集；

47、通過智能溫室和自動化試驗田的建設(shè)，實現(xiàn)棉花育種過程的自動化控制和監(jiān)測。

48、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計算機設(shè)備，所述計算機設(shè)備包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行所述抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)棉花品種的育種方法的步驟。

49、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行所述抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)棉花品種的育種方法的步驟。

50、本發(fā)明的另一目的在于提供一種信息數(shù)據(jù)處理終端，所述信息數(shù)據(jù)處理終端用于實現(xiàn)所述抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)棉花品種的育種系統(tǒng)。

51、結(jié)合上述的技術(shù)方案和解決的技術(shù)問題，本發(fā)明所要保護的技術(shù)方案所具備的優(yōu)點及積極效果為：

52、第一、針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，解決問題之后帶來的一些具備創(chuàng)造性的技術(shù)效果。具體描述如下：

53、顯著提高棉花品種的抗蟲性，降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量，減輕環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境。

54、有效降低棉花中的酚類物質(zhì)含量，提高纖維品質(zhì)和紡織加工性能，滿足市場對高品質(zhì)棉花的需求。

55、優(yōu)化育種流程，提高育種效率，縮短育種周期，降低育種成本，促進棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

56、通過智能育種系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)育種數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)管理和分析，提高育種決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。同時，智能化、自動化的育種過程降低了人力成本，提高了育種效率。

57、本技術(shù)方案通過抗蟲基因的篩選與導(dǎo)入、低酚基因的篩選與培育以及智能育種系統(tǒng)的構(gòu)建，解決了棉花育種中的關(guān)鍵問題，實現(xiàn)了抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)棉花品種的培育。該技術(shù)方案的實施將帶來顯著的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益，對推動棉花產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

58、第二，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中棉花品種在抗蟲性和低酚特性方面的技術(shù)難題。傳統(tǒng)棉花育種方法由于周期長、效率低，難以在短時間內(nèi)培育出具有多重優(yōu)良性狀的棉花品種。而本發(fā)明通過分子標(biāo)記輔助選擇、基因編輯和高通量基因組測序等現(xiàn)代技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地篩選出與抗蟲性和低酚特性相關(guān)的關(guān)鍵基因，從而顯著縮短育種周期，提高育種效率。

59、在抗蟲性改良方面，本發(fā)明利用crispr-cas9基因編輯技術(shù)，將高效抗蟲基因如bt基因精準(zhǔn)導(dǎo)入棉花基因組。傳統(tǒng)方法中基因整合效率低、穩(wěn)定性差的問題得到了有效解決。通過多代篩選和穩(wěn)定遺傳測試，本發(fā)明選育出的棉花品種在田間試驗中表現(xiàn)出顯著的抗蟲效果，害蟲損失率降低了70％以上，顯著提升了棉花的抗蟲能力，減少了農(nóng)藥的使用，降低了生產(chǎn)成本和環(huán)境污染。

60、在低酚特性改良方面，本發(fā)明通過高通量基因組測序和生物信息學(xué)分析，精準(zhǔn)篩選出與酚類物質(zhì)合成相關(guān)的關(guān)鍵基因，如pal基因。通過基因編輯技術(shù)降低其表達(dá)水平，成功培育出低酚棉花品種。這些品種不僅酚類物質(zhì)含量降低了50％以上，還保持了高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的纖維特性。相比傳統(tǒng)育種方法，本發(fā)明在低酚特性改良上取得了顯著進步，提升了棉花產(chǎn)品的市場競爭力。

61、本發(fā)明通過科學(xué)合理的基因篩選、導(dǎo)入和培育手段，成功選育出了抗蟲低酚優(yōu)質(zhì)的棉花品種，在抗蟲性、低酚特性、纖維質(zhì)量和育種效率等方面均表現(xiàn)出顯著的技術(shù)進步。這些技術(shù)創(chuàng)新不僅提高了棉花品種的整體性能，還推動了棉花育種技術(shù)的發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的經(jīng)濟價值。