农作物是人类社会的基础，然而，根据联合国粮食及农业组织的统计数据，遭受严重粮食不安全的人口从2015年的7.9％增加到2019年的9.7％，同期面临中度或重度粮食不安全的人口数量增加了4亿。虽然有很多方法可以应对这些挑战，但作物育种仍然是最关键、最直接的方式。农作物的育种方法已从基于表型的选择发展到基于基因组的选择。

基因组编辑技术在作物改良中的应用基因组编辑（也称为基因编辑）是研究基因功能的最有力工具之一，也是获得农作物理想性状的一种方法。它包括用核酸酶切割基因组，然后通过 DNA 修复途径引入新的突变。

作物基因组研究对基础研究和实际育种具有重要意义。1977年，F. Sanger提出了一种DNA测序方法，该方法可以测定大量基因组的完整序列。随后，高通量、经济高效的下一代/第二代测序方法产生了多达数十亿个短读段，使对大量物种的基因组进行测序成为可能，并为植物遗传学研究带来了突破。最后，第三代测序技术可以测定长达一百万个核苷酸的单分子序列，这是高质量基因组组装的关键。

作物育种产生海量数据

育种者会产生大量数据，包括表型、基因型、杂交、种质和谱系数据。需要数据库系统来上传、存储和轻松查询数据，以便做出准确及时的育种决策。例如，育种者需要根据其表型表现选择优秀后代，根据其后代的表现选择优秀亲本，根据多年和多个地点收集的数据评估环境对作物表现的影响，确定性状之间的相关性，以及根据关键基因座或整个基因组的标记数据进行 DNA 知情育种。

育种者通常使用Excel 电子表格或其他方式来记录、跟踪数据，这需要花费大量的时间和精力来整理。虽然市面上也有一些软件可用于管理育种数据，但是价格昂贵，除了初始成本之外，专有软件通常还需要额外付费才能添加更多数据类型，例如新的性状描述符。

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