神农育种Studio本地部署|采购谈判话术+报价策略

神农育种Studio本地部署|采购谈判话术+报价策略

一、报价拆解策略(谈判底线,先拆包再谈价)

1、强制要求报价拆分为 4 个独立分项,拒绝 “全家桶打包报价”

2、授权模式优先选择顺序(谈判锚点)

首选:私有化永久软件许可 + 按年缴纳维保升级费:软件使用权永久,每年只交维保升级;适合科研单位,项目结题后仍然可以使用,不被订阅锁死。

备选:3 年期订阅打包许可:拿周期折扣,合同写清楚到期后可以选择转为永久许可的折算价格。

❌坚决拒绝:纯 SaaS 云端订阅,我方育种种质、基因型表型敏感数据全部不出本地机房。

3、让步策略(我方交换筹码,不单纯降价)

我方筹码:①对外公开项目合作案例(论文、种业会议宣传);②院内多作物后续二期三期扩容;③提供真实育种数据集用于产品迭代优化(脱敏后)。

换取权益:减免部分实施人天、赠送若干定制技能人天、延长免费维保期、MCP 接口技术文档完整交付。

让步节奏:第一轮目标压总预算 15‑20%;第二轮 5‑8%;第三轮最多 2‑3%,释放明确底线,不无限让步。

4、必须前置 POC 验证(签合同前落地,避免踩坑)

二、分场景谈判话术(可直接复制用于会议、微信、邮件)

场景 1:初次对接,要求拆分报价,明确边界(开场锚定)

场景 2:供应商报价偏高,我方抛出预算约束,用合作权益置换优惠

场景 3:谈判 MCP 接口、集成能力(核心关键点,关系到我方第三方开发)

场景 4:关于部署实施,我方 IT 分担工作量,压缩实施成本

场景 5:维保、版本升级、SLA 服务等级谈判(防止后期扯皮)

场景 6:POC 验证谈判(防止口头承诺,无实际验证)

场景 7:供应商希望捆绑大量定制开发,抬高总价(我方要 “拿来主义”,自建业务系统)

三、合同必须锁定的关键条款(谈判落地,防止口头承诺)

数据主权:我方所有种质、基因型、表型原始数据保留在我方本地服务器,私有化部署,原始数据不得上传外部服务器;我方拥有全部业务数据所有权,支持全量导出。

授权边界:写明私有化部署许可类型(永久 / 订阅)、并发任务上限、许可使用范围(院内多课题组使用),禁止隐性限制服务器节点数量。

MCP 与二次扩展:skill‑creator、mcp‑builder 元技能完整开放,允许我方第三方开发团队自定义技能、搭建 MCP 服务对接我方业务数据库,不额外收取授权费用;交付完整接口文档、样例代码。

SLA 维保区分:明确 Bug 免费修复;新增业务需求属于定制开发,另行签订补充协议;写明故障响应时间、续费涨幅上限、厂商停止维护时我方软件仍可继续运行。

验收标准:分阶段验收:部署验收、POC 案例数据跑通验收;不能仅以软件安装完成作为验收条件,必须完成我方测试数据集完整分析流程验证。

付款节点(科研项目友好):建议:合同签订 30%;部署完成 POC 测试通过 40%;终验完成 20%;质保期满 10%,降低我方风险。

四、谈判红线(绝对不能让步)

❌拒绝原始育种数据必须上传云端才能运行;必须完全本地私有化运行。

❌拒绝模糊打包报价,不拆分许可、实施、维保、定制,不签。

❌拒绝把种质业务管理、田间流程管理等业务系统功能打包进神农采购;神农只做 AI 计算引擎。

❌拒绝 skill‑creator、MCP 扩展能力额外收费;这是我方第三方开发对接的基础。

❌拒绝维保没有上限,不约定续费涨价比例。

五、谈判风险预案

如果原厂坚持按总用户账号数高价收费:我方退一步,按并发分析任务数量,而不是全院所有科研人员账号;普通人员使用我方自建业务系统,只给 AI 分析操作人员分配神农 Studio 许可。

如果原厂不接受免费 POC:接受小额 POC 费用,但是合同写明 POC 全部抵扣正式合同款,POC 不达标商务终止。

如果原厂永久许可报价过高:优先选择 3 年期订阅,同时在合同写明到期后转永久许可的折算价格,锁定未来选择权。

如果你需要,我可以进一步输出:①POC 测试用例完整清单;②合同关键条款的可直接复制的合同文本片段。

|(注:部分内容可能由 AI 生成)

背景定位:神农是 AI 分析计算引擎,不是完整业务管理系统;我方自建种质、田间、权限、物联网业务平台,通过 MCP 协议对接神农 Studio 做 AI 计算能力调用,不把业务管理功能打包进神农采购范围,避免高价买不需要的能力。 谈判核心筹码:科研院所项目属性、后续多作物(油菜 / 大豆 / 甘薯 / 花生)定制技能开发需求、未来成果案例合作、POC 验证前置;我方不做全盘买断,优先「软件许可 + 技术服务」模式,区分授权费、部署实施费、定制开发费、年度维保升级费四项,拒绝打包一口价。
报价分项谈判目标关键约束点
①软件许可授权费本地私有化部署许可;明确并发任务数、科研账号数量上限、是否限制服务器节点;区分永久许可 / 年度订阅二选一报价禁止按 “总用户账号数” 高价计费,按育种分析并发任务数计费;模型推理本地运行,不强制依赖云端 API 调用;明确许可是否允许院内多课题组使用范围
②部署实施服务费本地环境部署调试、MCP 接口对接样例、培训、POC 调优;按人天明细报价我方自有 IT 团队承担服务器硬件运维;可以砍掉部分实施人天,我方 IT 配合完成部署,压缩实施成本;必须交付 MCP 对接样例代码(种质库、表型库调用示例)
③定制开发服务费作物定制技能(油菜 / 大豆 / 甘薯 / 花生 skill‑creator)、问题适配;按人天单价、工作量清单报价这部分不作为必买项,优先放到二期;一期只要求开放 skill‑creator 元技能能力,我方第三方开发团队自行做作物技能开发,减少原厂定制费用
④年度维保 & 版本升级费Bug 修复、官方版本迭代更新、技术咨询;给出 1‑3 年不同周期报价,约定续费涨幅上限约定每年维保费用不超过基础授权费的 15%,续费涨价上限≤5%;明确区分:Bug 免费修复,新增功能属于定制开发另行报价
不要求直接打大折扣,用权益置换价格,供应商更容易接受
商务谈判没谈透,不启动正式采购;POC 是谈判的前置条件 POC 测试内容:我方提供真实油菜、大豆基因型表型数据,验证:GS 基因组选择、G×E 互作、BLUP、QTL 检索、MCP 接口读写我方测试数据库、微信 / 飞书远程协同。 谈判话术:POC 如果关键指标达不到预期,我方有权终止商务谈判,POC 成本由供应商承担;或者收取少量 POC 费用,正式签约后 POC 费用全额抵扣合同款。
适用:供应商给一揽子打包报价时 话术: “我们充分认可神农育种 Studio 的 AI 分析能力,定位是作为我方自建育种业务平台的AI 计算引擎,不是用来替换我们种质资源、田间试验、权限管理业务系统。 麻烦请把报价拆分为四块:软件许可授权费、部署实施服务、定制开发、年度维保升级,每个部分列明工作内容、人天、数量上限。 一期我们不需要原厂做大量作物定制开发,只要完整开放 skill‑creator、mcp‑builder 元能力,MCP 对接样例代码交付,定制技能由我方第三方开发团队完成。请分别提供【永久私有化许可】和【三年订阅】两套方案报价,同时标注并发任务、账号、服务器节点限制。”
话术: “贵方的产品能力我们非常认可,但是科研项目预算有明确上限,当前报价超出预算区间。 我们这个是院所智慧育种平台项目,后续院内油菜、大豆、甘薯、花生多个课题组都会复用这套引擎,未来可以对外作为合作案例公开,也可以提供脱敏试验数据支持产品迭代。 我们可以接受锁定 3 年维保服务,希望基于这个长期合作,在授权、实施服务上给我们专项科研院所优惠;同时希望赠送 XX 人天的技术支持,用于 MCP 接口联调,定制开发工作量放到二期项目再启动。”
话术: “我们整个平台是第三方开发业务系统,通过 MCP 协议调用神农 Studio 完成育种 AI 计算。 合同需要明确:完整交付 MCP 服务接口文档、示例代码;支持外部业务系统读写我方本地数据库;skill‑creator 元技能完整开放,允许我方第三方团队自主创建作物定制技能,该部分能力不额外二次收费。 同时明确:所有我方种质、基因型、表型原始数据全部保存在我方本地服务器,神农引擎只做计算,不会回传原始业务数据到外部服务器。”
话术: “我方有专职 IT 运维团队,服务器硬件、操作系统、容器环境由我方负责搭建维护。贵司只需要负责神农软件包部署调试、MCP 对接样例、技术培训。可以删减环境搭建相关人天,把实施服务费做相应下调。后续系统硬件运维由我方承担,贵司只负责软件本身故障的技术支持。”
话术: “请把维保 SLA 全部落到合同条款:区分程序 Bug 和新增定制需求;Bug 问题严重故障 4 小时响应,24 小时给出修复方案;一般故障 1 个工作日响应。 明确每年维保费用上限,后续续费年度涨幅不超过 5%;小版本迭代免费升级;大版本升级提供升级方案,升级费用单独明确。 同时约定,如果贵方后续产品迭代停止维护,需要保证我们已授权版本可以继续本地运行使用,不能锁死软件。”
话术: “正式签约之前我们需要开展 POC 验证,使用我方真实油菜、大豆试验数据,验证基因组选择、G×E、MCP 接口调用等核心能力。 方案二选一:要么贵方免费支持 POC,POC 通过再进入采购流程;要么收取 POC 服务费,如果 POC 验收通过,该笔费用全额抵扣合同款;如果 POC 达不到约定指标,终止商务,POC 费用不予收取。POC 的验收指标我们可以共同出具测试清单。”
话术: “我们不希望把业务管理类需求放到神农 Studio 中,种质登记、库存管理、田间试验流程、驾驶舱、权限管理这些业务模块,由我方第三方开发。 神农只承担 AI 计算这一层,我们通过 MCP 调用。作物定制技能,一期只需要开放元能力,由我方第三方团队开发;原厂定制开发放到二期项目再评估,一期不纳入采购范围。”
补充:谈判完成后,可把报价拆分清单、SLA、POC 测试用例,直接给到第三方开发公司,让开发方从技术角度复核商务条款,避免商务谈好,技术无法落地。

附录1:采购策略与成本预算

神农育种平台采购策略与三年成本预算方案

编制单位:南充市农业科学院信息化项目组 编制日期:2026年9月8日 项目名称:神农育种Studio + 自建业务平台 文档版本:V1.0(预算测算稿) 保密级别:内部


目录


一、神农育种Studio授权模式分析

1.1 当前授权状态判断

判断维度 现状 依据
发布时间 2026年9月4日 北京种业大会正式发布,距本方案编制仅4天
获取方式 官网免费下载 studio.shennong.cc 提供 Windows/macOS 安装包
当前版本 0.2.52 版本号低于1.0,处于早期迭代阶段
产品形态 桌面端应用(Code模式+Chat模式) 本地安装运行,非SaaS
商业定价 未公开 发布初期,官方尚未公布企业版价格体系
授权性质 个人/学术免费期(推测) 参考同类科研软件(如QGIS、RStudio)早期推广策略,发布初期通常以免费下载扩大用户基数,后续逐步推出企业授权

核心判断:当前处于"免费推广窗口期",这是采购谈判的最佳时机。神农团队刚发布产品,急需标杆用户和示范案例,地市级十强农科院的背书价值极高。

1.2 可能的企业授权模式推测

基于国内科研软件市场惯例及神农团队背景(中国农大信电学院),推测以下四种可能的授权模式:

授权模式 定价逻辑 推测价格区间 适用场景 概率评估
按席位订阅 每用户/每年 0.3万-0.8万/席位/年 科研人员分散使用 ★★★★★(最可能)
按服务器部署 单台服务器/永久或年度 5万-20万/台/年 院内集中部署 ★★★★
按项目授权 单个育种项目/周期 3万-10万/项目 特定作物专项 ★★★
买断制 一次性永久授权+年度维保 30万-80万(全院) 预算充足、长期使用 ★★(早期可能性低)

对本院的影响测算(按50-80名科研人员、实际活跃使用约40-50席位估算):

需商务确认:以上价格均为基于市场惯例的推测,实际定价需与神农团队直接沟通。建议在谈判中争取"前2年免费/优惠 + 第3年起按席位订阅"的阶梯模式。

1.3 与中国农大的合作渠道

合作渠道 合作内容 预期收益 推进难度
科技合作协议 院校战略合作,神农平台优先试用、联合发表论文 软件免费/大幅折扣、技术支持优先响应 低(已有合作基础)
示范基地挂牌 "神农大模型育种示范基地",提供油菜/大豆/甘薯/花生育种场景验证 免费授权、定制开发支持、联合宣传 中(需承诺数据反馈和案例输出)
联合实验室 "中国农大-南充农科院智能育种联合实验室",共同申报项目 软件永久授权、联合申请国家级课题、人才交流 中高(需场地、人员、经费配套)
直接采购 标准商业采购流程 无额外优惠,但流程简单 低

推荐路径:示范基地 → 科技合作协议 → 联合实验室三步走。

参考案例:神农团队已有"云南镇康咖啡庄园"示范基地合作模式,证明该团队愿意以示范基地形式换取场景验证和行业推广。本院作为全国十强地市级农科院,且拥有1岗8站国家产业技术体系,场景价值高于一般示范基地。

1.4 数据合规要求

合规维度 具体要求 对采购方案的约束
生物遗传资源数据安全 《生物遗传资源管理条例》规定,重要生物遗传资源数据不得擅自对外提供;基因型数据(VCF/标记数据)属于敏感数据 必须内网部署,数据不出院;排除纯SaaS方案;一体机断网运行特性高度契合
等保2.0三级 科研业务系统涉及大量原始数据和科研成果,建议按等保三级建设 需采购防火墙、IDS/IPS、日志审计、堡垒机等安全设备;年度测评费约3-5万
数据主权 育种数据是院核心资产,知识产权和数据所有权必须归本院 合同中明确数据归属、第三方开发商不得留存/使用数据;源码交付要求
出口管制 寒武纪加速卡及AI模型可能涉及技术出口管制 一体机为国产硬件,无出口管制风险;若自建GPU服务器需注意NVIDIA显卡的出口管制状态
个人信息保护 科研人员账号、田间采集人员信息等 遵循《个人信息保护法》,最小必要原则;用户管理模块需支持数据脱敏

合规结论:数据合规硬约束决定了方案B(一体机私有化部署)或方案C(混合模式)是必选项,纯桌面版(方案A)虽可运行但数据共享存在合规风险,且无法满足50-80人并发协作需求。


二、三种采购方案对比

2.1 方案定义

2.2 详细对比表

对比维度 方案A:桌面版多席位 方案B:一体机私有化 方案C:混合模式
初始采购成本 低。软件免费期0元;50席位授权推测20-40万/年;无需额外硬件(用现有PC) 高。一体机100-150万(拓疆7B);含硬件+软件+部署 中高。一体机100-150万 + 15席位桌面授权(免费期0元);合计约100-150万
年度运维费 低。约5-10万/年(共享存储维护、技术支持) 中。约15-25万/年(硬件维保、模型更新、系统运维) 中。约18-28万/年(一体机维保+桌面版支持+数据同步)
并发支持数 受限于各PC性能,理论50人但无法集中调度;大模型推理各自本地运行,RTX 4070 Ti Super可跑7B量化模型 一体机支持10-30人并发推理(取决于模型大小和硬件配置);集中调度资源利用率高 一体机承载20-30人轻量查询 + 15人桌面版重度分析;总并发可达40-50人
数据安全性 中。数据分散在各PC,存在数据泄露/丢失风险;共享存储需额外加固;基因型数据分散存储不符合集中管控要求 高。一体机断网运行,数据集中存储在内网,物理隔离;符合生物遗传资源数据不出内网要求 高。核心数据集中在一体机,桌面版仅缓存中间结果;需制定数据同步规范确保不落地敏感数据
部署复杂度 低。逐台安装,1-2天完成;但50台PC环境一致性难保证 中高。需机房空间(标准机柜U位)、供电(3-5kW)、散热;一体机开箱即用但需网络配置 高。需同时管理一体机集群和桌面端,数据同步策略、权限体系需统一设计
扩展性 差。增加用户=增加PC+授权;算力无法共享;大模型升级受限于本地GPU 中。一体机硬件固定,模型升级在支持范围内;增加用户需评估并发瓶颈;可横向增加一体机节点 好。桌面端可灵活增减,一体机做稳定后端;未来可增加第二台一体机做负载均衡/容灾
适用场景 小团队(<20人)、分析人员独立工作、预算极有限、试点验证阶段 全院集中使用、数据安全要求高、IT运维能力较强、预算充足 大中型院所、分析需求分层(重度+轻度)、希望兼顾灵活性和管控、推荐方案
风险点 ①数据分散不合规 ②PC性能差异导致结果不可复现 ③50人同时跑大模型算力不足 ④版本管理混乱 ①一体机采购成本高 ②厂商锁定(寒武纪硬件生态) ③单点故障风险 ④定制化空间有限 ①架构复杂度高 ②数据双轨同步可能不一致 ③运维要求高 ④初期投入仍较大

2.3 方案推荐

推荐方案C(混合模式),理由如下:

  1. 满足合规硬约束:核心基因型数据集中在一体机内网存储,符合数据不出内网要求
  2. 兼顾使用效率:10-15名核心育种分析人员使用桌面版进行GS/GBLUP、GWAS等重度计算(利用本地RTX 4070 Ti Super算力),其余30-60名科研人员通过浏览器访问一体机进行表型识别、数据查询等轻量操作
  3. 成本可控:免费窗口期桌面版授权0成本,主要投入在一体机,比全量席位订阅更经济
  4. 容灾冗余:一体机故障时桌面版可离线工作,关键岗位不受影响
  5. 符合本院规模:50-80人规模、14模块80子模块的平台复杂度,需要集中+分散的混合架构

三、第三方开发费用测算

3.1 模块划分与人月估算

人月单价基准(参考2026年西南地区软件开发市场行情):

角色 单价(万元/人月) 团队占比假设
初级开发工程师 1.5 20%
中级开发工程师 2.5 35%
高级开发工程师 3.5 30%
架构师/技术专家 4.5 15%
综合加权单价 2.9 100%

计算:1.5×0.2 + 2.5×0.35 + 3.5×0.3 + 4.5×0.15 = 0.3 + 0.875 + 1.05 + 0.675 = 2.9万元/人月

子模块开发量基准:

复用类型 单模块人月区间 中位数 说明
直接复用(18个) 1-2 1.5 MCP对接 + 结果回写 + UI嵌入
混合复用(15个) 3-6 4.5 自建外壳/前端 + 神农引擎集成 + 数据流转
必须自建(47个) 4-10 7.0 全栈开发(前端+后端+数据库+接口+测试)

3.2 14个主模块逐模块人月估算

序号 模块名称 子模块数 直接复用 混合复用 必须自建 开发人月(中位) 计算依据
M1 基因型数据分析 9 5 2 2 30.5 5×1.5+2×4.5+2×7
M2 表型数据采集与AI识别 6 2 2 2 26.0 2×1.5+2×4.5+2×7
M3 亲本组配与杂交设计 5 2 1 2 21.5 2×1.5+1×4.5+2×7
M4 试验设计与田间管理 6 1 2 3 31.5 1×1.5+2×4.5+3×7
M5 生信分析流水线 6 3 1 2 23.0 3×1.5+1×4.5+2×7
M6 种质资源管理 7 1 1 5 41.0 1×1.5+1×4.5+5×7
M7 育种决策支持 5 1 1 3 27.0 1×1.5+1×4.5+3×7
M8 数据可视化与报表 6 2 1 3 28.5 2×1.5+1×4.5+3×7
M9 用户与权限管理 5 0 0 5 35.0 5×7
M10 系统集成与API网关 5 0 1 4 32.5 1×4.5+4×7
M11 数据存储与治理 5 0 0 5 35.0 5×7
M12 模型训练与技能定制 5 1 2 2 24.5 1×1.5+2×4.5+2×7
M13 移动端/外勤采集 5 0 0 5 35.0 5×7
M14 运维监控与审计 5 0 1 4 32.5 1×4.5+4×7
合计 — 80 18 15 47 423.5 —

3.3 附加工作量测算

附加工作类别 占开发量比例 人月(中位) 说明
项目管理 8% 33.9 项目经理、进度管控、沟通协调、文档
测试(含UAT) 8% 33.9 单元测试、集成测试、性能测试、用户验收测试
UI/UX设计 5% 21.2 整体设计规范、原型、高保真设计、移动端适配
部署运维与数据迁移 4% 16.9 环境搭建、部署脚本、历史数据迁移、上线支持
培训与文档 3% 12.7 用户手册、运维手册、培训材料、现场培训
附加合计 28% 118.6 取25%-30%区间中值28%

3.4 总人月与总费用

指标 保守估算(下限) 中位估算 乐观估算(上限)
直接复用(18个) 18×1=18 18×1.5=27 18×2=36
混合复用(15个) 15×3=45 15×4.5=67.5 15×6=90
必须自建(47个) 47×4=188 47×7=329 47×10=470
开发人月小计 251 423.5 596
附加工作量比例 25% 28% 30%
附加人月 62.8 118.6 178.8
总人月 313.8 542.1 774.8
综合单价(万元/人月) 2.9 2.9 2.9
总开发费用(万元) 910.0 1,572.1 2,246.9

关键结论:第三方开发总费用区间约 910万 - 2,247万元,中位预算约 1,572万元。

由于神农复用可缩减35%-40%开发量,若完全从零开发同等规模平台,预估费用约2,400万-3,700万元,神农复用带来的成本节约约 600万-1,500万元。

3.5 四类作物定制技能开发费(单列)

神农证据库偏重水稻/小麦/玉米,本院核心作物油菜、大豆、甘薯、花生需自建定制技能:

作物 定制内容 人月估算 费用(万元)
油菜 基因型参考面板构建、表型识别模型微调(角果数/粒重)、杂交亲和性规则 8-12 23.2-34.8
大豆 耐逆性指标体系、结荚习性识别、育性恢复模型 6-10 17.4-29.0
甘薯 块根图像识别(薯形/薯色/产量估测)、病毒病检测、扦插繁殖管理 8-12 23.2-34.8
花生 荚果表型识别、含油量预测模型、青枯病抗性筛选 6-10 17.4-29.0
合计 — 28-44 81.2-127.6

注:以上费用已包含在M12(模型训练与技能定制)模块的人月估算中,此处单列以明确作物定制的投入占比。建议优先开发油菜和大豆(产业技术体系岗位支撑,数据基础较好),甘薯和花生在第2年迭代。


四、硬件与算力成本

4.1 服务器配置方案

设备类别 配置规格 数量 单价(万元) 小计(万元) 用途说明
应用服务器 2×Intel Xeon Gold 6338(32核)/ 256GB DDR4 / 2×960GB SSD(RAID1)+ 4×4TB HDD(RAID5)/ 双电源 2 9.0 18.0 业务平台Web/应用服务,主备HA部署
数据库服务器 2×Intel Xeon Gold 6338 / 512GB DDR4 / 4×1.92TB SSD(RAID10)/ 双电源 / 带RAID缓存 2 12.0 24.0 MySQL/PostgreSQL主从,基因型数据库,高IO需求
GPU推理服务器(自建备选) 2×Intel Xeon Silver 4314 / 256GB / 2×RTX 4090 24GB(或2×NVIDIA A10 24GB)/ 2000W冗余电源 1 14.0 14.0 模型微调、批量推理、桌面端算力补充;若采购一体机则此设备降为备选
文件存储服务器 2×Xeon Silver 4314 / 128GB / 8×16TB HDD(RAID6,可用约85TB)/ 10GbE网卡 1 8.5 8.5 VCF文件、表型图像、原始测序数据集中存储
备份服务器 2×Xeon Silver 4310 / 64GB / 4×8TB HDD(RAID6)/ 磁带机接口 1 5.0 5.0 数据备份、容灾,与主存储物理隔离
服务器小计 — 7台 — 69.5 —

4.2 神农一体机方案(推荐硬件)

型号 适配模型 硬件配置(推测) 推测价格(万元) 适用场景
神农-启航 1B模型 寒武纪思元590×1 / 128GB / 基础存储 50-80 小团队试点、轻量推理、表型识别
神农-拓疆 7B模型 寒武纪思元590×4 / 256GB / 大容量存储 100-150 全院部署、多模型推理、推荐选型
神农-至臻 32B模型 寒武纪思元590×8 / 512GB / 全功能 200-350 超大规模、复杂推理、多模态大模型

推荐采购:神农-拓疆(7B模型),理由: - 7B模型在育种场景(GS预测、表型识别、亲本组配推理)中精度与速度平衡最佳 - 1B模型能力不足,32B模型对地市级农科院过于超前且成本过高 - 思元590四卡配置可支持20-30人并发推理 - 价格区间100-150万,争取示范基地优惠后可降至80-100万

需商务确认:一体机具体配置和价格需与神农团队/寒武纪渠道确认。以上价格基于寒武纪思元590单卡3-8万、八卡模组约50万的市场行情推算。

4.3 存储方案与数据量估算

三年育种数据量增长预估:

数据类型 单份大小 年增量 3年总量 说明
基因型VCF文件 10-50GB/群体 5-8个群体/年 → 100-300GB/年 300-900GB 含SNP芯片数据、简化基因组测序数据
表型图像数据 5-20MB/张 8-12万张/年 → 600GB-2TB/年 1.8-6TB 田间表型采集、室内考种、无人机影像
试验结构化数据 — 10-30GB/年 30-90GB 田间试验记录、产量数据、品质检测
生信中间文件 — 200-500GB/年 600GB-1.5TB 测序原始数据、分析中间结果(可定期清理)
模型与技能文件 — 20-50GB/年 60-150GB 微调模型、定制技能包
年增量合计 — 0.9-2.9TB/年 — —
3年原始数据总量 — — 2.8-8.6TB —
含冗余/备份/版本(×2.5) — — 7-21.5TB RAID冗余、备份、历史版本

存储采购建议: - 在线存储:文件存储服务器85TB可用(约8.5万),满足3年需求 - 备份存储:备份服务器约32TB可用(约5万) - 近线归档:第3年可考虑蓝光存储或磁带库(约3-5万) - 存储合计:约13.5-18.5万元

4.4 网络与安全设备(等保2.0三级)

设备类别 规格 单价(万元) 说明
下一代防火墙 吞吐量≥5Gbps,含IPS/AV/URL过滤授权3年 8.0 内网边界防护,等保必备
入侵检测系统(IDS) 旁路部署,≥2Gbps检测能力 4.0 等保三级要求
日志审计系统 支持50+设备日志接入,存储≥1TB 3.5 等保三级要求,日志留存6个月
堡垒机 支持50并发,含RDP/SSH/数据库审计 3.5 运维操作审计,等保要求
核心交换机 三层万兆,48口千兆+4口万兆 3.0 服务器区网络核心
接入交换机 24口千兆PoE+ 0.8×2=1.6 办公区/田间采集区接入
VPN网关 支持IPSec/SSL VPN,50并发 2.0 外勤人员远程安全接入
终端安全管理 50点授权,含防病毒/终端管控 2.5 桌面端安全管控
等保测评费 三级系统年度测评 4.0/年 第1年建设+测评,第2-3年年度测评
安全设备合计(首年) — 32.1 含第1年测评费
年度安全运维 — 5.0/年 规则库更新、安全运维、第2-3年测评

4.5 神农一体机 vs 自建GPU服务器成本对比

对比项 神农-拓疆一体机 自建GPU服务器(2×4090方案)
硬件采购 100-150万 14万(服务器)+ 已有RTX 4070 Ti Super可利用
软件集成 预装神农系统、开箱即用 需自行部署神农环境、模型配置、调试(约5-10人月)
算力规格 寒武纪思元590×4(约4×256TOPS INT8) RTX 4090×2(2×165TFLOPS FP16)+ 4070 Ti Super×1
模型兼容性 官方适配神农全系列模型 需验证寒武纪模型迁移到CUDA的兼容性(可能不支持)
断网运行 原生支持 需自行配置离线环境
运维支持 厂商3年质保+技术支持 自行运维,无官方技术支持
3年TCO 130-180万(含维保) 25-40万(含电力、运维人力)
风险 厂商锁定、价格高 兼容性风险、无官方支持、运维负担重

结论:虽然自建GPU服务器表面成本低,但神农模型基于寒武纪硬件优化,迁移到NVIDIA CUDA生态存在重大兼容性风险,且无官方技术支持。对于本院这种以应用为主的单位,一体机的TCO虽高但风险可控、交付有保障。建议采购一体机,自建GPU服务器作为模型微调的补充。

4.6 用户现有RTX 4070 Ti Super可利用场景

利用场景 具体用途 可行性
桌面版本地推理 在Studio中运行7B量化模型(INT4/INT8),表型AI识别、Chat模式 高。16GB显存可运行7B INT4量化模型
小规模GS计算 GBLUP/GS分析的本地计算,数据不外传 高。CPU+GPU协同,适合中小群体
模型微调验证 作物定制技能的小规模微调验证(LoRA方式) 中。16GB显存可做7B模型LoRA微调,但批量受限
图像预处理 表型图像的批量预处理、格式转换、质量筛查 高。GPU加速图像处理
开发测试环境 第三方开发人员的本地开发测试环境 高。降低对服务器资源的依赖

建议:将用户现有PC作为核心分析人员的重度分析工作站,同时作为一体机的容灾备份节点。院内其他分析人员可逐步配置带GPU的工作站(约1.5-2万/台),但首批不建议大规模采购,先用一体机承载。


五、运维与持续成本

5.1 年度运维成本明细

成本类别 第1年(万元) 第2年(万元) 第3年(万元) 说明
神农授权年费 0(免费/示范期) 10-20 12-25 第1年争取免费;第2年起按席位/服务器授权,含模型更新
一体机硬件维保 含在采购价(3年质保) 含在采购价 5-8 前3年厂商质保,第3年末可能需续保
服务器硬件维保 含在采购价(3年质保) 含在采购价 3-5 同上
机房/托管费 4-6 5-7 5-7 若院内有机房则仅电费;若托管则含机位+带宽+电力
第三方运维服务费 8-12 12-18 12-18 系统运维、故障响应、补丁升级;或院内2名IT人员人力成本折算
安全运维与等保测评 4(含建设) 4-5 4-5 等保三级年度测评、安全规则更新、漏洞扫描
数据备份与容灾 2-3 2-3 3-5 备份介质、异地备份、容灾演练
模型更新/技能定制 5-8 8-15 8-15 神农模型版本更新适配、4种作物技能持续迭代、新作物扩展
培训费用 6-8 2-3 2-3 第1年集中培训2-3期;后续年度复训+新员工培训
年度运维合计 29-41 43-73 54-91 —

5.2 运维模式建议

模式 内容 成本 适用阶段
开发商驻场运维(第1年) 第三方开发商派驻1名运维工程师驻场6个月,负责上线保障、问题响应、知识转移 含在开发费用中(或额外10-15万) 第1年上线期
院内IT+开发商远程支持(第2-3年) 院内1-2名IT人员负责日常运维,开发商提供7×24远程技术支持(年度服务费12-18万) 12-18万/年 + 院内人力 第2-3年稳定运营期
全外包运维 全部运维外包给第三方,含硬件+软件+安全 25-35万/年 院内IT人力不足时备选

推荐:第1年开发商驻场 + 第2-3年院内IT为主、开发商远程支持。

5.3 数据备份与容灾策略

层级 策略 RTO RPO 成本
本地实时备份 数据库主从实时同步,文件存储RAID6 <1小时 <5分钟 含在服务器成本中
本地定时备份 每日全量+增量备份到备份服务器 <4小时 <24小时 备份服务器5万
异地容灾 每周全量备份到异地(可利用农科院其他站点或政务云) <24小时 <7天 3-5万/年(存储+带宽)
归档存储 历史数据(>2年)归档到蓝光/磁带 — — 3-5万(一次性设备)

六、三年分年度预算表

6.1 预算编制说明

6.2 标准预算表(中位估算)

单位:万元

预算类别 第1年 第2年 第3年 三年总计 占比
一、神农采购
1.1 桌面版授权(50席) 0 15 18 33 1.2%
1.2 一体机采购(拓疆7B) 120 0 0 120 4.3%
1.3 模型更新与技能包 5 8 10 23 0.8%
神农采购小计 125 23 28 176 6.3%
二、第三方开发
2.1 平台开发费(14模块80子模块) 1,022 393 157 1,572 56.1%
2.2 四类作物定制技能 含在2.1 含在2.1 含在2.1 — —
第三方开发小计 1,022 393 157 1,572 56.1%
三、硬件采购
3.1 应用服务器×2 18 0 0 18 0.6%
3.2 数据库服务器×2 24 0 0 24 0.9%
3.3 文件存储+备份服务器 13.5 0 0 13.5 0.5%
3.4 GPU补充服务器(备选) 14 0 0 14 0.5%
3.5 网络与安全设备(等保三级) 28 0 0 28 1.0%
3.6 硬件扩容/升级 0 8 5 13 0.5%
硬件采购小计 97.5 8 5 110.5 3.9%
四、运维服务
4.1 机房/托管/电费 5 6 6 17 0.6%
4.2 第三方运维服务费 10 15 15 40 1.4%
4.3 等保测评与安全运维 4 4.5 4.5 13 0.5%
4.4 数据备份与容灾 2.5 2.5 4 9 0.3%
4.5 硬件维保(第3年起) 0 0 6 6 0.2%
运维服务小计 21.5 28 35.5 85 3.0%
五、培训与知识转移
5.1 集中培训(2-3期) 7 0 0 7 0.3%
5.2 持续培训/新员工培训 0 2.5 2.5 5 0.2%
5.3 培训材料/差旅 1 0.5 0.5 2 0.1%
培训小计 8 3 3 14 0.5%
六、不可预见费
6.1 不可预见费(前五项之和×10%) 127.4 45.5 22.9 195.8 7.0%
不可预见费小计 127.4 45.5 22.9 195.8 7.0%
年度总计 1,401.4 500.5 251.4 2,153.3 100%

6.3 预算区间汇总

情景 第1年 第2年 第3年 三年总计
保守预算(下限) 950 320 160 1,430
标准预算(中位) 1,401 501 251 2,153
充裕预算(上限) 1,850 720 380 2,950

建议申报预算:按标准预算2,150万元申报,同时准备保守方案1,430万元作为预算压缩时的备选。若财政专项不足,可通过科研项目经费补充开发费用。

6.4 资金来源建议

资金来源 金额(万元) 占比 用途说明
财政专项(种业振兴/信息化专项) 1,000-1,200 46-56% 硬件采购、一体机、等保安全设备、基础平台开发
科研项目经费(国家产业技术体系、省育种攻关) 600-800 28-37% 四类作物定制技能开发、模型训练、表型数据采集
单位自筹 300-400 14-19% 运维服务费、培训费、不可预见费
合计 1,900-2,400 100% 覆盖标准预算

资金筹措策略: 1. 第1年资金需求最大(1,401万),建议提前申报下一年度财政专项,同时动用部分科研项目结余经费 2. 一体机采购(120万)可单独申请"农业农村部数字农业试点"或"省种业振兴专项" 3. 四类作物定制技能开发费可分别从油菜、大豆、甘薯、花生的产业技术体系经费中列支 4. 第2-3年运维费纳入单位年度预算常规科目

6.5 付款节点建议(与里程碑挂钩)

第三方开发付款节点(总开发费1,572万):

节点 里程碑 付款比例 金额(万元) 时间
预付款 合同签订、团队进场 10% 157 第1年Q1
需求确认 需求规格说明书评审通过 10% 157 第1年Q2
核心模块上线 M1/M2/M5/M9/M10核心模块验收 25% 393 第1年Q4
全平台试运行 14模块全部上线、试运行30天 20% 314 第2年Q2
终验 等保测评通过、用户验收测试通过 25% 393 第2年Q4
质保金 1年质保期满、无重大缺陷 10% 158 第3年Q4

硬件采购付款节点: - 合同签订预付30% → 到货验收付60% → 1年质保期满付10%

一体机采购付款节点: - 争取"示范基地合作"模式:首付50% → 部署验收付30% → 1年运行达标付20%


七、采购谈判策略

7.1 与中国农大神农团队的谈判要点

谈判维度 谈判目标 谈判策略 底线
软件授权 前2年全院免费使用,第3年起5折授权 以"全国十强地市级农科院"+"1岗8站产业体系"为筹码,承诺作为标杆案例宣传;提供油菜/大豆/甘薯/花生4种作物的场景验证数据反馈 第1年免费,第2年起不超过0.3万/席位/年
一体机采购 拓疆一体机示范价80万(原价120万) 承诺挂牌"神农大模型育种示范基地",联合举办现场观摩会;允许神农团队使用脱敏数据做模型优化 不超过100万,含3年质保和技术支持
定制开发支持 神农团队提供4种作物定制技能的技术指导(5-8人月) 将作物定制作为联合研究课题,成果联合发表论文;神农团队提供模型微调的技术支持 至少提供2种作物(油菜+大豆)的技术指导
联合实验室 第2年挂牌"中国农大-南充农科院智能育种联合实验室" 提供场地(200㎡)、2名专职人员、每年20万运行经费;联合申报国家重点研发计划 至少达成科技合作协议
数据权益 本院育种数据100%归本院所有,神农团队仅可使用脱敏后的汇总数据 合同中明确数据归属、使用范围、保密期限(5年);神农团队不得将本院数据用于商业产品训练 数据所有权归本院,神农团队使用需经书面授权
源码与接口 神农引擎的API接口文档完整开放,MCP协议规范透明 作为示范基地用户,要求优先获得接口文档和技术培训 至少开放所有已发布功能的API接口

谈判节奏建议: 1. 第1轮(2026年9-10月):以"考察交流"名义拜访王耀君团队,表达合作意向,了解定价策略和示范基地政策,不急于报价 2. 第2轮(2026年11月):提交正式合作方案,包含示范基地挂牌、作物验证计划、联合论文等一揽子合作内容,争取软件免费+一体机优惠 3. 第3轮(2026年12月):商务条款谈判,锁定授权价格、服务等级、数据权益等核心条款,签署合作框架协议 4. 第4轮(2027年Q1):签署正式采购合同,一体机到货部署

7.2 第三方开发商招标策略

7.2.1 招标方式

7.2.2 评分标准(满分100分)

评分项 分值 评分细则
技术方案 35分 架构设计合理性(10分)、神农集成方案(10分)、数据安全方案(8分)、性能优化方案(7分)
团队能力 20分 项目经理资质(5分)、架构师经验(5分)、团队规模与稳定性(5分)、农业行业经验(5分)
类似案例 15分 育种/农业信息化项目案例(8分)、AI平台集成案例(4分)、等保三级项目经验(3分)
报价 20分 采用低价优先法:满足招标文件要求且投标价格最低的投标报价为评标基准价,其价格分为满分;其他投标人的价格分=(评标基准价/投标报价)×20
服务与质保 10分 质保期(3分)、驻场服务(3分)、培训方案(2分)、应急响应(2分)

7.2.3 报价上限设置

7.2.4 知识产权与源码交付要求

条款 具体要求
知识产权归属 本项目所有开发成果(含代码、文档、设计)的知识产权归南充市农业科学院所有
源码交付 全部源代码(含前端、后端、数据库脚本、部署脚本)交付,提供Git仓库完整历史
第三方组件 所有使用的开源组件需列明清单,确保许可证兼容(禁止GPL传染性许可证)
文档交付 需求规格说明书、架构设计文档、API接口文档、数据库设计文档、部署手册、运维手册、用户手册
人员知识转移 开发团队向院内IT人员进行不少于40学时的技术培训,确保院内具备基础维护能力
质保期 终验后1年免费质保,质保期内Bug修复响应时间:严重Bug 4小时、一般Bug 24小时

7.3 分阶段采购建议

阶段 时间 采购内容 预算(万元) 目标
POC验证期 2026年Q4(3个月) 神农桌面版免费试用(10人)+ 小规模需求调研 + 技术验证 10-15 验证神农引擎与本院业务的匹配度,确认技术路线
核心建设期 2027年Q1-Q4(12个月) 一体机采购 + 第三方开发(核心模块65%)+ 硬件部署 + 等保建设 1,200-1,400 核心模块上线,50人可用,等保三级通过
全量完善期 2028年Q1-Q4(12个月) 剩余模块开发(25%)+ 四类作物定制技能 + 迭代优化 + 全员培训 350-450 全平台14模块80子模块全部上线,4种作物定制完成
稳定运营期 2029年Q1-Q4(12个月) 运维服务 + 维护性开发(10%)+ 模型更新 + 持续优化 180-250 平台稳定运行,用户满意度达标,探索成果输出

关键控制点: - POC期结束后进行阶段评审,若神农引擎匹配度低于预期,可调整技术路线(如增加自建引擎比例),避免大额投入后发现不适用 - 核心建设期结束后进行中期验收,未达里程碑则暂停后续付款,要求开发商整改 - 全量完善期结束后进行终验,以等保测评和用户验收测试为硬性通过条件

7.4 风险规避条款

7.4.1 数据安全条款

风险 规避条款
开发商泄露育种数据 合同约定:开发商人员需签署保密协议,数据不得带离院内环境;违约赔偿不低于合同总额的30%;构成犯罪的移送司法机关
数据残留风险 项目结束后,开发商需在7日内删除所有本地数据副本,并提供数据销毁证明
云服务数据安全 若使用云资源,必须选择政务云或通过等保三级的云服务商;数据存储位置必须在境内
生物遗传资源合规 合同明确:所有基因型数据属于生物遗传资源,开发商不得擅自对外提供或用于其他项目;数据出境需经审批

7.4.2 交付延期条款

风险 规避条款
开发延期 每延期1天,按合同总额的0.5‰支付违约金;延期超过30天,甲方有权解除合同并要求赔偿
里程碑未达标 每个里程碑设置验收标准,未通过则该节点付款暂缓,直至整改通过;连续2个里程碑未达标,甲方有权更换开发团队
关键人员离职 项目经理、架构师等关键人员变更需提前15天书面通知甲方,接替人员资质需经甲方认可

7.4.3 性能不达标条款

指标 验收标准 不达标处理
系统响应时间 常规页面加载<3秒,分析任务提交<10秒 限期优化,仍不达标则扣减5%-10%尾款
并发支持 支持50人同时在线,20人并发操作无明显卡顿 性能测试不达标需免费扩容优化
分析准确性 GS/GBLUP分析结果与标准软件(如rrBLUP)一致性≥95% 核心算法不达标视为重大缺陷,需免费修复至达标
系统可用性 年可用率≥99.5%(计划内维护除外) 低于99.5%按比例扣减运维费
数据完整性 数据迁移零丢失,备份恢复成功率100% 数据丢失视为重大事故,开发商承担全部恢复成本及损失

7.4.4 厂商锁定风险规避

风险 规避措施
神农一体机厂商锁定 ①合同要求开放API接口和数据导出格式 ②自建业务平台与神农引擎通过MCP标准协议解耦 ③数据存储采用标准格式(VCF/CSV/JSON),可迁移 ④保留自建GPU服务器作为备选推理环境
第三方开发商锁定 ①源码全部交付 ②采用主流开源技术栈(Java/Python+Vue+MySQL),避免小众技术 ③文档完整交付 ④院内IT人员参与开发过程,掌握核心架构

附录:核心假设与计算依据汇总

A. 价格假设

项目 假设值 依据
综合人月单价 2.9万元 初级1.5万(20%)+中级2.5万(35%)+高级3.5万(30%)+架构师4.5万(15%)加权
直接复用模块 1.5人月/个 MCP对接+结果回写,区间1-2
混合复用模块 4.5人月/个 自建外壳+集成,区间3-6
必须自建模块 7.0人月/个 全栈开发,区间4-10
附加工作量 28% 项目管理8%+测试8%+UI5%+部署4%+培训3%
神农-拓疆一体机 120万元 基于寒武纪思元590四卡配置推算,区间100-150万
神农授权年费 15-18万/年 按50席位×0.3-0.36万/席位/年推测,需商务确认
不可预见费 10% 行业惯例

B. 规模假设

项目 假设值
科研人员数 50-80人,实际活跃使用约40-50人
主模块数 14个
子模块数 80个(直接复用18+混合复用15+必须自建47)
核心作物 油菜、大豆、甘薯、花生4种
数据年增量 0.9-2.9TB/年
3年数据总量(含冗余) 7-21.5TB

C. 时间假设

项目 时间
方案编制 2026年9月
POC验证 2026年Q4
核心建设 2027年全年
全量完善 2028年全年
稳定运营 2029年全年
三年预算周期 2027-2029年

D. 需商务确认事项清单

  1. 神农育种Studio企业版正式定价(席位/服务器/买断)
  2. 神农-拓疆一体机具体配置与官方报价
  3. 示范基地合作模式的具体优惠条件
  4. 一体机硬件维保条款(质保年限、响应时间、备件供应)
  5. 寒武纪思元590加速卡的供货周期和出口管制状态
  6. 四类作物定制技能的神农团队技术支持范围
  7. 院内机房条件(空间、供电、散热、承重)是否满足一体机部署要求
  8. 财政专项申报的具体时间窗口和额度限制

文档结束

本方案为预算测算稿,所有涉及神农产品的价格均为基于市场惯例的推测,最终以商务谈判结果为准。建议在正式立项前完成POC验证和商务询价,再根据实际情况调整预算。

附录2:POC验证清单与MCP技术方案

神农育种Studio + 自建业务平台 POC验证清单与MCP集成技术方案

项目名称:南充市农业科学院神农育种AI平台POC验证 文档版本:v1.0 编制日期:2026-09-08 编制角色:农业AI平台技术架构师 适用范围:POC阶段(1-2个月)技术验证与决策依据


一、POC验证总体方案

1.1 POC目标与成功标准

1.1.1 总体目标

用南充市农科院真实育种数据(油菜、大豆、甘薯、花生)验证神农育种Studio的核心分析能力,确认MCP协议对接自建业务系统的技术可行性,为后续全面建设提供量化决策依据。

1.1.2 量化成功标准

维度 指标 目标值 说明
分析精度 GBLUP育种值预测精度(5折交叉验证相关系数r) ≥ 0.45(产量性状)/ ≥ 0.60(株高等高遗传力性状) 与文献报道油菜GS精度对标
分析精度 GWAS显著位点与已知QTL重合率 ≥ 60% 在大豆已知性状上验证
分析精度 病害图像识别准确率 ≥ 85% 油菜菌核病二分类
分析精度 荚果计数平均绝对误差率 ≤ 10% 与人工计数对比
功能完整性 核心测试用例通过率 ≥ 90%(A/B/C/D/E组) 14个核心用例中至少13个通过
MCP对接 MCP服务器搭建与数据读取成功率 100% 3个MCP服务器全部跑通
MCP对接 数据回写事务一致性 100% 回写数据与分析结果完全一致
MCP性能 单次MCP数据读取响应时间(≤1万行) ≤ 3秒 P95延迟
MCP性能 并发10用户分析任务稳定性 无崩溃、无数据错乱 30分钟压测
报告交付 专业育种分析报告可交付率 100% 含图表、结论、方法说明
作物覆盖 4种核心作物(油菜/大豆/甘薯/花生)至少完成 ≥ 3种作物的完整分析链路 花生可降级为表型统计验证

1.1.3 POC整体通过条件

满足以下全部条件即判定POC通过: 1. A组(GS)+ B组(GWAS)+ D组(统计)核心用例通过率 ≥ 90% 2. C组(AI识别)至少2/3用例通过 3. MCP三个服务器全部完成搭建并通过数据读写验证 4. 至少完成1个端到端完整分析场景(从业务平台取数→神农分析→结果回写→Web展示) 5. 出具完整POC测试报告,含精度数据与问题清单


1.2 POC周期与里程碑(按周分解)

POC总周期 8周(2026-09-14 至 2026-11-08),分4个阶段。

阶段 周次 日期范围 里程碑 关键交付物 责任人
阶段一:准备 W1 09-14 ~ 09-20 环境搭建+数据提取完成 硬件环境就绪、数据集打包、账号开通 IT组
W2 09-21 ~ 09-27 神农Studio安装调试+数据导入验证 安装报告、数据格式校验报告 IT组+神农支持
阶段二:核心能力验证 W3 09-28 ~ 10-04 A组(GS)+ F组(生信)测试完成 A1-A3、F1-F2测试记录 育种专家+IT
W4 10-05 ~ 10-11 B组(GWAS/MAS)+ D组(统计)测试完成 B1-B2、D1-D2测试记录 育种专家+IT
W5 10-12 ~ 10-18 C组(AI识别)+ E组(决策)+ G组测试完成 C1-C3、E1-E2、G1-G2测试记录 育种专家+IT
阶段三:MCP对接验证 W6 10-19 ~ 10-25 3个MCP服务器搭建+单工具验证 MCP服务器代码、单元测试报告 IT组+神农支持
W7 10-26 ~ 11-01 端到端集成+并发/安全验证 集成测试报告、压测报告 IT组
阶段四:总结验收 W8 11-02 ~ 11-08 POC总结报告+验收评审 POC最终报告、决策建议书 项目组全体

关键节点:W2末进行中期检查,确认数据质量与神农安装状态;W5末进行核心能力验证复盘,决定是否进入MCP阶段。


1.3 参与人员与分工

角色 人数 所属单位 职责 投入比例
项目负责人 1 市农科院 总体协调、资源调配、验收决策 20%
育种专家(油菜) 1 油菜所 提供油菜数据、判定分析结果合理性、E1组配方案对比 40%
育种专家(大豆/花生) 1 经作所 提供大豆/花生数据、BLUP/GWAS结果验证 40%
育种专家(甘薯) 1 薯类所 提供甘薯数据、图像采集、块根分析验证 30%
IT架构师 1 院信息中心/外聘 MCP架构设计、服务器开发、集成测试 100%
IT开发工程师 1-2 院信息中心 MCP服务器编码、数据库对接、部署运维 80%
数据管理员 1 院信息中心 数据提取、清洗、脱敏、格式转换 60%
神农团队技术支持 1-2 中国农业大学 安装部署、技能使用指导、MCP-builder协助、Bug响应 远程按需
测试工程师 1 院信息中心 用例执行、结果记录、缺陷跟踪 60%

沟通机制: - 每周五下午16:00项目周会(1小时) - 神农团队支持通过专属微信群/邮件响应,承诺48小时内回复 - 重大问题随时升级至项目负责人


1.4 数据准备清单

1.4.1 表型数据

数据集编号 作物 数据类型 样本量 环境/年份 性状字段 来源所 交付格式 截止日期
PH-001 油菜 多环境品比试验 200份材料 3环境×1年 株高、一次分枝数、单株角果数、每角粒数、千粒重、单株产量 油菜所 CSV/Excel W1
PH-002 大豆 多年多点试验 150份材料 2年×2点 株高、主茎节数、单株荚数、百粒重、产量、蛋白质含量、脂肪含量 经作所 CSV/Excel W1
PH-003 大豆 双列杂交 6×6完全双列(36组合+6亲本) 1年×1点 产量、株高、百粒重 经作所 CSV W2
PH-004 甘薯 高代品系鉴定 80份品系 1年×2点 鲜薯产量、干物率、薯形、表皮颜色、肉色、萌芽性 薯类所 CSV/Excel W2
PH-005 油菜 品种比较试验 50品种 3环境 产量、株高、生育期、抗病性 油菜所 CSV W1
PH-006 花生 品系鉴定 60份 1年×1点 主茎高、侧枝长、单株果数、百果重、百仁重、出仁率、产量 经作所 CSV W2

1.4.2 基因型数据

数据集编号 作物 标记类型 样本量 位点数 格式 来源 截止日期
GT-001 油菜 50K SNP芯片 200份 ~50,000 VCF / PLINK 合作测序单位 W2
GT-002 大豆 100K SNP芯片 300份 ~100,000 VCF / HapMap 合作测序单位 W2
GT-003 甘薯 抗病标记(SSR/KASP) 120份 20-30个目标标记 基因型矩阵CSV 薯类所 W2
GT-004 大豆 系谱数据 150份 - 系谱文本(亲本-子代) 经作所 W1

1.4.3 图像数据

数据集编号 作物 类型 数量 拍摄要求 来源 截止日期
IMG-001 油菜 菌核病叶片 病叶50张+健康叶50张 自然光、清晰、含比例尺、JPG≥3000px 油菜所田间拍摄 W2
IMG-002 大豆 植株荚果 30张 成熟期整株、背景简洁、JPG≥3000px 经作所 W2
IMG-003 甘薯 块根 40张 收获期、单薯平铺、含比例尺、JPG≥3000px 薯类所 W3

1.4.4 业务系统数据(MCP对接用)

数据集 系统 表/接口 用途
种质资源库 种质资源登记平台 germplasm表(约5000条) MCP Server 1验证
田间试验数据 作物田间育种工作平台 experiment/trial_data表 MCP Server 2验证
基因型元数据 基因型数据库 dataset/sample/marker表 MCP Server 3验证

1.5 环境准备

1.5.1 硬件环境

设备 配置 用途 数量
分析工作站 Windows 11 Pro,i7-14700KF,64GB DDR5,RTX 4070 Ti Super 16G,2TB NVMe 神农Studio运行、GS/GWAS计算、AI推理 1
MCP服务器 Linux(Ubuntu 22.04),8核16G,500GB SSD 部署3个MCP服务器、测试数据库 1(可虚拟机)
业务测试库服务器 Linux,4核8G,200GB SSD 部署PostgreSQL/MySQL测试库 1(可与MCP服务器合并)
存储 NAS 10TB 基因型大文件、图像数据存储 1

1.5.2 软件环境

软件 版本 用途 安装位置
神农育种Studio 2026.09版(最新) 育种分析主程序 分析工作站
Python 3.11+ MCP服务器开发、数据处理 MCP服务器+工作站
FastMCP ≥ 0.4.0 MCP服务器框架 MCP服务器
PostgreSQL 15+ 业务测试数据库 测试库服务器
MySQL 8.0 兼容测试(如业务系统为MySQL) 测试库服务器
Docker 24+ MCP服务器容器化部署 MCP服务器
PLINK 2 ≥ 2.00a4 基因型数据处理 工作站
bcftools/samtools/bedtools/vcftools 最新稳定版 生信工具链 工作站
R 4.3+ 统计分析对比验证 工作站
QGIS / JBrowse 2 最新 空间与基因组可视化 工作站

1.5.3 网络与账号

项目 要求
神农Studio激活 获取正式授权License(POC期临时授权)
院内网络 分析工作站与MCP服务器内网互通,带宽≥1Gbps
外网访问 分析工作站需可访问神农更新服务器(按需开通白名单)
数据库账号 业务测试库读写账号(MCP服务器专用)
VPN/专线 如神农Studio需远程访问MCP服务器,配置VPN
统一身份认证 对接院内SSO(POC阶段可先用API Key替代)

二、核心测试用例清单

用例编号规则:组别字母+序号,如A1、B2。每个用例包含完整测试卡片。 实际结果列在POC执行时填写,本文档中留空。


A组:基因组选择(GS)验证

用例 A1:油菜多环境试验GBLUP分析

项目 内容
用例编号 A1
测试目标 验证神农Studio breeding-workbench 技能的GBLUP分析能力,评估在本院油菜真实数据上的育种值预测精度
前置条件 1. 神农Studio已安装并激活;2. PH-001表型数据已导入;3. GT-001基因型数据已导入并通过QC;4. 油菜所专家确认数据质量
输入数据 表型:PH-001,200份材料×3环境×6性状(株高、一次分枝数、单株角果数、每角粒数、千粒重、单株产量),CSV格式,字段:material_id, env, rep, trait_name, trait_value;基因型:GT-001,200份×50K SNP,VCF格式
测试步骤 1. 在神农Studio中打开 breeding-workbench 技能;2. 导入表型数据,指定环境列、重复列、性状列;3. 导入基因型VCF,自动构建G矩阵(VanRaden方法1);4. 选择GBLUP模型,设置多环境模型(环境为固定效应,基因型为随机效应);5. 运行分析,等待完成;6. 执行5折交叉验证(按材料分组),记录每个性状的预测精度(Pearson相关系数);7. 提取TOP 20候选材料,与油菜所专家经验选择对比
预期结果 1. GBLUP模型成功运行,输出所有材料的育种值(EBV);2. 输出遗传力估计值;3. 交叉验证给出每个性状的r值;4. TOP 20材料列表含育种值排序
验收标准(量化) 1. 分析在4小时内完成(含交叉验证);2. 株高/千粒重等高遗传力性状交叉验证r ≥ 0.55;3. 产量性状r ≥ 0.35;4. TOP 20与专家选择重合率 ≥ 50%(10/20以上);5. 遗传力估计值在合理范围(株高0.5-0.8,产量0.15-0.4)
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 若产量性状r < 0.35,需检查G矩阵构建质量和数据质量,可尝试增加环境数或调整模型;交叉验证分组需固定随机种子以保证可复现

用例 A2:大豆BLUP育种值估算

项目 内容
用例编号 A2
测试目标 验证动物模型BLUP(含系谱A矩阵)在大豆多年多点数据上的计算能力,与常规ASReml/R分析结果对比一致性
前置条件 1. PH-002大豆表型数据已导入;2. GT-004系谱数据已整理为三列格式(个体、父本、母本);3. R/ASReml对比分析已预先完成或同步进行
输入数据 表型:PH-002,150份材料×2年×2点×7性状,字段:material_id, year, location, rep, trait_name, trait_value;系谱:GT-004,150份材料的亲本信息,字段:individual, sire, dam
测试步骤 1. 导入表型数据,指定年份、地点、重复为固定/随机效应;2. 导入系谱数据,构建A矩阵(加性遗传关系矩阵);3. 选择动物模型BLUP(Animal Model BLUP);4. 设置模型:y = 均值 + 年份 + 地点 + 年份×地点 + 重复(地点×年份) + 加性遗传效应 + 残差;5. 运行分析;6. 提取各材料EBV和遗传力(h²);7. 与R/ASReml的BLUP结果进行Pearson相关分析和排序一致性比较
预期结果 1. 成功输出150份材料的EBV;2. 输出各性状遗传力;3. 输出方差组分(加性方差、残差方差);4. 与ASReml结果高度一致
验收标准(量化) 1. 分析在2小时内完成;2. EBV与ASReml结果的Pearson相关系数 ≥ 0.95;3. 遗传力估计值差异 ≤ 0.05(绝对值);4. TOP 20材料排序重合率 ≥ 85%;5. 方差组分估计值差异 ≤ 10%
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 大豆为自交作物,系谱中父母本可能相同(近交),需确认神农是否支持自交系谱处理;若ASReml不可用,可用R的sommer包替代作为基准

用例 A3:多模型对比(RR-BLUP vs BayesB vs GBLUP)

项目 内容
用例编号 A3
测试目标 验证神农Studio支持多种GS模型,并在同一油菜数据集上对比模型精度差异
前置条件 A1用例已完成,GBLUP结果已获得;同一数据集可用
输入数据 与A1相同:PH-001表型 + GT-001基因型(200份×50K SNP)
测试步骤 1. 在A1数据集上,分别选择RR-BLUP(岭回归BLUP)、BayesB、GBLUP三种模型;2. 每个模型使用相同的5折交叉验证分组(固定种子);3. 记录每个模型在6个性状上的预测精度r;4. 记录每个模型的运行时间;5. 汇总对比表,分析模型间差异
预期结果 1. 三种模型均能成功运行;2. 输出各模型各性状的交叉验证精度;3. 输出模型运行时间对比;4. BayesB在可能存在主效QTL的性状上精度不低于GBLUP
验收标准(量化) 1. 三种模型全部成功运行(无崩溃);2. 各模型精度差异在合理范围(同一性状最大差异 ≤ 0.15);3. BayesB运行时间 ≤ GBLUP的5倍;4. 至少有一个性状上BayesB或RR-BLUP精度优于GBLUP
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 BayesB计算量较大,50K标记×200样本应在可接受范围;若BayesB运行超时(>8小时),记录为性能问题但不判定失败,可降级为10K标记子集测试

B组:GWAS与分子育种验证

用例 B1:大豆GWAS分析

项目 内容
用例编号 B1
测试目标 验证神农Studio的GWAS分析能力,在大豆300份自然群体上检测显著关联位点并生成标准图表
前置条件 1. GT-002大豆基因型数据(300份×100K SNP)已通过QC;2. PH-002中对应300份材料的表型数据可用(至少3个性状);3. 群体结构分析(PCA)已完成或可在分析中自动完成
输入数据 基因型:GT-002,300份×100K SNP,VCF格式;表型:PH-002子集(300份中匹配的材料),至少3个性状(株高、百粒重、产量),最佳线性无偏估计值(BLUE)或单环境表型值
测试步骤 1. 导入VCF基因型数据;2. 导入表型数据(BLUE值);3. 选择GWAS分析,设置模型为MLM(混合线性模型,含Q+K)或FarmCPU;4. 自动计算PCA(前3主成分作为固定效应)和K矩阵;5. 设置显著性阈值:Bonferroni校正(0.05/SNP数)或FDR<0.05;6. 运行分析;7. 检查输出:Manhattan图、QQ图、显著SNP列表(含染色体、位置、p值、MAF、效应值);8. 将显著位点与大豆已知QTL数据库(SoyBase)对比,计算重合率
预期结果 1. 成功输出Manhattan图和QQ图;2. 输出显著关联SNP列表;3. QQ图显示模型校正合理(λ接近1.0);4. 至少在1个性状上检测到显著位点
验收标准(量化) 1. 分析在6小时内完成(含PCA和K矩阵计算);2. Manhattan图清晰标注染色体、阈值线、显著位点;3. QQ图膨胀因子λ在0.9-1.2之间;4. 至少1个性状检测到≥3个显著SNP;5. 显著位点与已知QTL(±500kb范围内)重合率 ≥ 50%;6. 输出图表分辨率 ≥ 300dpi
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 若100K SNP计算量过大,可先过滤MAF<0.05和缺失率>20%的标记,预计保留~70K;QQ图λ>1.2说明模型校正不足,需尝试增加PCA维度或换FarmCPU模型

用例 B2:标记辅助选择(MAS)验证

项目 内容
用例编号 B2
测试目标 验证神农Studio的标记辅助选择功能,在甘薯抗病群体上生成前景选择+背景选择方案
前置条件 1. GT-003甘薯抗病标记数据可用(120份群体×20-30个标记);2. 已知至少2个与目标抗病性连锁的标记及其连锁相(相引/相斥);3. 轮回亲本基因型数据可用
输入数据 基因型:GT-003,120份分离群体(BC1F2或F2:3),20-30个SSR/KASP标记,字段:material_id, marker_id, genotype(AA/Aa/aa或0/1/2);标记信息:标记名称、染色体/连锁群、与目标基因的遗传距离(cM)、目标等位基因;轮回亲本:基因型数据
测试步骤 1. 导入群体基因型数据;2. 指定目标性状(如甘薯茎线虫病抗性)和前景选择标记(2个侧翼标记);3. 指定轮回亲本和背景选择标记(全基因组覆盖的标记);4. 运行前景选择:筛选携带目标等位基因纯合或杂合的单株;5. 运行背景选择:计算每个中选单株的轮回亲本基因组回复率(RPG%);6. 输出选择方案:前景中选单株列表、RPG排名、推荐入选单株(TOP 10);7. 与人工标记选择结果对比
预期结果 1. 成功输出前景选择结果(携带目标等位基因的单株数);2. 输出每单株RPG%(轮回亲本背景回复率);3. 输出综合推荐列表(前景合格+背景最高);4. 选择效率评估(目标等位基因富集度)
验收标准(量化) 1. 分析在30分钟内完成;2. 前景选择结果与人工判定100%一致;3. RPG计算结果与人工计算(或GGT软件)差异 ≤ 2%;4. 输出方案含明确的入选标准和推荐单株;5. 目标等位基因在中选群体中的频率显著高于原始群体(卡方检验p<0.05)
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 甘薯为六倍体,基因型编码可能复杂(如nulliplex/simplex/duplex/triplex/quadruplex/quintuplex/hexaplex),需确认神农是否支持多倍体基因型;若不支持,可将标记转为显性标记(有/无)二分类处理

C组:表型AI识别验证

用例 C1:油菜菌核病图像识别

项目 内容
用例编号 C1
测试目标 验证 crop-health-diagnosis 技能对油菜菌核病的图像识别准确率
前置条件 1. IMG-001图像集已准备(病叶50张+健康叶50张);2. 所有图像经油菜所专家标注确认;3. 神农Studio AI识别功能已激活
输入数据 IMG-001:100张JPG图像,分辨率≥3000px,含病叶和健康叶各50张,文件命名含类别标签(如diseased_001.jpg、healthy_001.jpg)
测试步骤 1. 打开 crop-health-diagnosis 技能;2. 选择"病害识别"模式,作物指定为油菜;3. 批量上传100张图像(或逐张上传,记录批量上限);4. 运行识别,记录每张图像的预测类别(有病/无病)、病害名称、置信度;5. 与真实标签对比,计算准确率、精确率、召回率、F1分数;6. 对识别错误的图像进行人工复核,分析错误原因
预期结果 1. 成功识别所有上传图像;2. 输出每张图像的病害类别和置信度;3. 病叶识别为菌核病(或茎腐/叶腐类)
验收标准(量化) 1. 批量上传支持≥20张/次;2. 单张识别时间 ≤ 10秒;3. 总体准确率 ≥ 85%(85/100正确);4. 病叶召回率 ≥ 80%(漏检≤10张);5. 健康叶特异度 ≥ 85%(误报≤7-8张);6. 置信度≥0.8的预测占比 ≥ 70%
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 神农证据库偏重水稻/小麦/玉米,油菜菌核病可能不在800种病害列表中;若识别为"未知病害"或错误类别,记录为覆盖不足问题,可尝试用skill-creator微调或自定义病害分类器;图像拍摄条件(光照、角度)对准确率影响大,需在备注中记录

用例 C2:大豆荚果计数

项目 内容
用例编号 C2
测试目标 验证 crop-health-diagnosis 或 research-data-analysis 技能的目标检测计数能力,评估大豆荚果自动计数精度
前置条件 1. IMG-002大豆植株照片30张已准备;2. 每张照片的荚果数已由2名专家人工计数并取均值作为基准;3. 图像中荚果清晰可辨
输入数据 IMG-002:30张大豆成熟期植株照片,JPG格式,分辨率≥3000px,每张含单株或2-3株,背景尽量简洁;人工计数基准值记录在CSV中:image_id, manual_count
测试步骤 1. 打开图像分析技能(荚果/籽粒计数模式);2. 上传图像,指定计数目标为"大豆荚果";3. 运行检测计数,记录自动计数结果;4. 若支持,检查可视化标注图(每个荚果用框标注);5. 与人工计数基准对比,计算MAE(平均绝对误差)、RMSE、MAPE(平均绝对百分比误差)、R²;6. 分析误差来源(遮挡、小荚、粘连)
预期结果 1. 成功输出每张图像的荚果计数;2. 输出可视化标注图;3. 计数结果与人工计数接近
验收标准(量化) 1. 单张处理时间 ≤ 15秒;2. MAPE ≤ 10%;3. MAE ≤ 5个/株(在平均荚果数约50的情况下);4. R² ≥ 0.85(自动计数 vs 人工计数);5. 可视化标注图可清晰区分已计数和未计数荚果
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 若神农无专门的"荚果计数"功能,可尝试用通用目标检测+计数,或用ImageJ/Fiji(神农内置工具链)进行人工辅助计数;植株遮挡严重时误差会增大,需记录图像质量评分

用例 C3:甘薯块根图像分析

项目 内容
用例编号 C3
测试目标 验证图像分析能力对甘薯块根的薯形分类、表皮缺陷识别和单薯重估算
前置条件 1. IMG-003甘薯块根照片40张已准备;2. 每个块根的实际重量已称量记录;3. 薯形分类标准已确定(纺锤形、圆筒形、球形、不规则形)
输入数据 IMG-003:40张甘薯块根照片,单薯平铺、含比例尺(尺子或已知大小参照物),JPG≥3000px;元数据CSV:image_id, actual_weight(g), shape_label(人工), defect_label(人工:无/龟裂/病斑/机械伤)
测试步骤 1. 上传块根图像;2. 运行图像分割,提取块根轮廓;3. 基于比例尺计算块根投影面积、长轴、短轴、长宽比;4. 薯形分类(基于形状特征);5. 表皮缺陷检测(龟裂、病斑、机械伤);6. 单薯重估算(基于体积估算+密度假设,或面积-重量回归模型);7. 与人工分类和实际重量对比
预期结果 1. 成功提取块根轮廓和形态参数;2. 输出薯形分类结果;3. 输出缺陷检测结果(位置、类型、面积占比);4. 输出单薯重估算值
验收标准(量化) 1. 单张处理时间 ≤ 20秒;2. 薯形分类准确率 ≥ 75%(4类分类);3. 缺陷识别准确率 ≥ 70%(二分类有/无缺陷);4. 单薯重估算MAPE ≤ 15%;5. 轮廓提取成功率100%(无分割失败)
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 甘薯块根形状不规则,单薯重估算精度依赖图像质量和比例尺准确性;若神农无直接的块根分析功能,可使用ImageJ/Fiji进行形态测量,重量估算需自建回归模型(用本院数据标定);本用例可接受"有条件通过"(部分功能需自定义技能补充)

D组:田间试验统计验证

用例 D1:多环境试验稳定性分析(GGE/AMMI)

项目 内容
用例编号 D1
测试目标 验证 research-data-analysis 技能的多环境试验稳定性分析能力,输出GGE双标图和AMMI分析
前置条件 1. PH-005油菜品种比较试验数据可用(50品种×3环境);2. 数据含重复(至少2次重复)
输入数据 PH-005:50个油菜品种×3个环境×2-3次重复,性状至少含产量和株高,字段:variety, env, rep, yield(kg/ha), plant_height(cm)
测试步骤 1. 导入试验数据;2. 运行联合方差分析(ANOVA),检验品种、环境、品种×环境互作显著性;3. 运行GGE双标图分析(基因型+基因型×环境互作);4. 运行AMMI分析(主成分可加互作);5. 输出稳定性参数:Shukla方差、Wricke生态价、Finlay-Wilkinson回归系数、平均产量;6. 基于"高产+稳定"标准推荐适宜品种和适宜环境;7. 与R包GGEBiplots/agricolae结果对比
预期结果 1. 输出联合方差分析表(含F值和p值);2. 输出GGE双标图(含品种和环境坐标);3. 输出AMMI双标图(PC1 vs PC2);4. 输出稳定性参数排名表;5. 给出品种-环境适配性推荐
验收标准(量化) 1. 分析在1小时内完成;2. ANOVA结果与R/agricolae一致(F值差异≤5%,显著性判定一致);3. GGE双标图前2主成分解释率 ≥ 60%;4. 稳定性参数排名与R结果Spearman相关 ≥ 0.90;5. 图表清晰可用于报告(分辨率≥300dpi);6. 至少推荐3个"高产稳定"品种和每个环境的最佳品种
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 GGE和AMMI是育种中常用的稳定性分析方法,验证重点是结果的统计正确性和图表可用性;若神农不直接支持GGE,可检查是否可通过R/Python代码执行(research-data-analysis技能应支持R脚本运行)

用例 D2:遗传参数估算(双列杂交GCA/SCA)

项目 内容
用例编号 D2
测试目标 验证配合力分析(GCA/SCA)和遗传力、遗传增益估算能力
前置条件 1. PH-003大豆6×6完全双列杂交数据可用;2. 含36个F1组合+6个亲本(或仅正交15组合);3. 数据含重复
输入数据 PH-003:6亲本×6亲本完全双列(含正反交,共36组合+6亲本=42处理,或简化为半双列15组合),1年×1点×3重复,性状:产量、株高、百粒重,字段:cross_id, female, male, rep, trait_name, trait_value
测试步骤 1. 导入双列杂交数据;2. 选择Griffing方法(方法1:含亲本和正反交;或方法2:含亲本无正反交);3. 运行GCA(一般配合力)和SCA(特殊配合力)方差分析;4. 输出各亲本GCA效应值、各组合SCA效应值;5. 估算广义遗传力(h²B)和狭义遗传力(h²N);6. 估算遗传增益(选择强度i=1.0或2.06);7. 与Griffing公式人工计算或R包DiallelAnalysisR结果对比
预期结果 1. 输出GCA/SCA方差分析表(含MS、F值、p值);2. 输出各亲本GCA效应值及显著性;3. 输出各组合SCA效应值;4. 输出遗传力和遗传增益估计值;5. 推荐优良亲本(高GCA)和优良组合(高SCA+高GCA亲本)
验收标准(量化) 1. 分析在30分钟内完成;2. GCA/SCA方差分析F值与R结果差异 ≤ 5%;3. 亲本GCA效应值排序与R结果Spearman相关 ≥ 0.95;4. 遗传力估计值在合理范围(产量h²N 0.1-0.4,株高h²N 0.4-0.7);5. 输出报告含方法说明和结果解读
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 双列杂交分析是数量遗传学经典方法,重点验证GCA/SCA计算正确性;若神农不直接支持Griffing分析,可通过R脚本在research-data-analysis中执行,验证其R环境和包可用性

E组:亲本组配与决策验证

用例 E1:AI亲本组配推荐

项目 内容
用例编号 E1
测试目标 验证基于GS育种值的AI亲本组配推荐能力,与育种家经验方案对比
前置条件 1. A1用例已完成,获得200份油菜材料的GBLUP育种值;2. 油菜所专家已基于经验给出10-15个推荐组配方案;3. 改良目标已明确(如:高产+高油+抗菌核病)
输入数据 材料库:200份油菜材料,含GS育种值(6个性状)、系谱、材料类型(保持系/恢复系/常规种)、已知优缺点;改良目标:权重配置(如产量0.4、含油量0.3、菌核病抗性0.2、熟期0.1);约束条件:父母本类型匹配(如不育系×恢复系)、亲缘关系阈值(共祖系数<0.1)
测试步骤 1. 导入材料育种值和系谱数据;2. 设置改良目标性状和权重;3. 设置组配约束(亲本类型、亲缘关系上限);4. 运行亲本组配推荐算法(基于育种值互补+遗传多样性+后代均值预测);5. 输出TOP 20推荐组配方案,含:父母本、后代各性状预估值、综合选择指数、遗传多样性评估;6. 与油菜所专家经验方案(10-15个)对比,计算重合率;7. 请专家对AI推荐方案进行1-5分评分(合理性、可用性)
预期结果 1. 成功输出≥20个组配方案;2. 每个方案含后代性状预测和综合评分;3. 方案满足约束条件(无近亲交配、亲本类型匹配);4. 与专家方案有一定重合度
验收标准(量化) 1. 分析在1小时内完成;2. 输出方案数 ≥ 20;3. 与专家方案重合率 ≥ 30%(如专家15个方案中至少4-5个被AI推荐);4. 专家对AI推荐方案的平均评分 ≥ 3.5/5;5. 所有方案满足亲缘关系约束(共祖系数<阈值);6. 后代性状预测值在合理范围
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 亲本组配是育种决策的核心环节,AI推荐与专家经验的重合率不需要很高(30%已属不错),关键是AI能否发现专家未考虑的优良组合;请专家重点评估AI推荐的"新组合"是否有价值;若神农无直接组配功能,可基于育种值自建互补选择算法验证

用例 E2:优良品系筛选(综合评价)

项目 内容
用例编号 E2
测试目标 验证多维数据综合评价与优良品系筛选能力,输出筛选报告
前置条件 1. PH-004甘薯高代品系数据可用(80份×2点);2. 含产量、品质、抗性等多维性状;3. 筛选目标和权重已确定
输入数据 PH-004:80份甘薯高代品系,2个试点,性状:鲜薯产量、干物率、薯形评分、表皮颜色、肉色、萌芽性、抗病性(人工接种分级),字段:line_id, location, trait_name, trait_value
测试步骤 1. 导入多维表型数据;2. 数据标准化(各性状按目标方向归一化:越大越好/越小越好/适中);3. 选择综合评价方法:选择指数(Smith-Hazel)或主成分分析(PCA)综合评分或灰色关联度;4. 设置性状权重(与育种目标匹配);5. 运行综合评价,输出80份品系的综合得分和排名;6. 识别特异材料(某一性状特别突出的品系);7. 生成筛选报告:含排名表、TOP 10推荐、特异材料清单、雷达图对比;8. 与薯类所专家筛选结果对比
预期结果 1. 输出80份品系的综合得分和排名;2. 输出TOP 10推荐品系;3. 识别≥3份特异材料;4. 生成含图表的筛选报告
验收标准(量化) 1. 分析在30分钟内完成;2. 综合排名与专家筛选TOP 20重合率 ≥ 60%;3. 报告含≥3种图表(排名条形图、雷达图、散点图);4. 特异材料识别经专家确认合理率 ≥ 70%;5. 报告可导出为PDF/Word,格式规范
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 综合评价方法的选择会影响排名,建议同时运行2种方法(选择指数+PCA)对比稳定性;甘薯干物率和产量存在负相关,权重设置需专家确认

F组:生信流水线验证

用例 F1:基因型数据QC

项目 内容
用例编号 F1
测试目标 验证基因型数据质量控制流水线的完整性,输出标准QC报告
前置条件 1. GT-002大豆原始VCF文件可用(300份×100K SNP);2. VCF文件已通过基本格式校验(bcftools view无报错)
输入数据 GT-002:原始VCF文件(未过滤),300样本×~100,000 SNP,含QUAL、FILTER、INFO(DP、AF等)、GT字段
测试步骤 1. 导入原始VCF;2. 运行QC流水线:a) 样本缺失率统计(过滤>20%的样本);b) SNP缺失率统计(过滤>20%的SNP);c) MAF过滤(<0.05去除);d) HWE检验(p<1e-6去除,对照群体);e) 杂合率统计(识别污染样本);f) 性别检查(如适用,大豆可不做);g) PCA群体结构分析(前10主成分);h) 亲缘关系/IBD分析(识别重复样本或近亲);3. 输出过滤前后的样本数和SNP数;4. 生成QC报告:含缺失率分布直方图、MAF分布直方图、PCA散点图(PC1 vs PC2)、杂合率箱线图、亲缘关系热图;5. 与PLINK 2手动QC结果对比
预期结果 1. 成功完成所有QC步骤;2. 输出过滤后VCF;3. 输出完整QC报告(含图表);4. PCA显示群体结构(如有)
验收标准(量化) 1. 全流程在2小时内完成(100K SNP规模);2. 过滤后样本数和SNP数与PLINK 2结果完全一致;3. QC报告含≥5种图表;4. PCA计算结果与PLINK --pca结果的前3主成分相关系数 ≥ 0.99;5. 报告含明确的过滤阈值和去除数量统计
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 QC是所有下游分析的基础,必须严格验证;大豆为自交作物,杂合率应很低(<5%),高杂合样本可能是污染或异交;HWE检验在选择群体中可能不适用,需注意

用例 F2:格式转换(VCF↔PLINK↔HapMap)

项目 内容
用例编号 F2
测试目标 验证常见基因型格式间的双向转换能力和数据一致性
前置条件 F1用例已完成,获得过滤后的VCF文件
输入数据 F1输出的过滤后VCF(~70K SNP×~280样本)
测试步骤 1. VCF → PLINK二进制(.bed/.bim/.fam);2. PLINK → VCF(反向转换);3. VCF → HapMap格式;4. HapMap → VCF(反向转换);5. 每步转换后验证:a) 样本数一致;b) SNP数一致;c) 基因型一致性(随机抽取1000个SNP×100样本比对);d) 等位基因方向一致(A1/A2对应);e) 标记ID和位置一致;6. 记录转换时间和文件大小
预期结果 1. 所有格式转换成功完成;2. 转换后数据与原始数据完全一致
验收标准(量化) 1. 4种转换全部成功(无报错);2. 样本数、SNP数100%一致;3. 基因型一致性100%(抽检无差异);4. 标记位置和等位基因100%一致;5. 单次转换时间 ≤ 5分钟(70K规模)
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 格式转换中最常见的问题是等位基因方向翻转(A1/A2互换)和缺失编码不一致(./. vs 0 0),需重点检查;HapMap格式有多个版本(HapMap2/3),需确认神农支持的版本

G组:文档与报告验证

用例 G1:专业育种分析报告生成

项目 内容
用例编号 G1
测试目标 验证神农Studio生成专业育种分析报告的能力,评估报告结构完整性和图表质量
前置条件 A1(油菜GBLUP)或D1(GGE分析)已完成,有分析结果可用于报告生成
输入数据 A1或D1的完整分析结果(含育种值、遗传力、交叉验证精度、图表)
测试步骤 1. 在已完成的分析项目中选择"生成报告";2. 选择报告模板(育种分析报告/田间试验报告);3. 配置报告内容:封面、摘要、材料方法、结果、图表、结论、附录;4. 填写项目信息(项目名称、执行人、日期、作物);5. 生成报告(PDF或Word格式);6. 评估报告:a) 结构完整性(是否含摘要、方法、结果、讨论、结论);b) 图表质量(分辨率、标注、图注);c) 数据准确性(报告中数字与分析结果一致);d) 可读性和专业性;e) 是否可直接用于项目汇报或论文补充材料
预期结果 1. 成功生成完整报告文件;2. 报告含标准学术结构;3. 图表清晰嵌入报告;4. 数据与分析结果一致
验收标准(量化) 1. 报告生成时间 ≤ 5分钟;2. 报告页数 ≥ 8页(含图表);3. 含≥5张图表(分辨率≥300dpi);4. 报告结构完整(摘要/方法/结果/结论齐全);5. 报告中数据与分析结果100%一致;6. 育种专家评分 ≥ 4/5(专业性和可用性)
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 报告生成是神农作为"智能体"的重要价值体现,重点评估是否减少了育种家的文书工作;若报告模板不满足需求,检查是否可自定义模板;报告中方法描述应准确引用统计模型和参数

用例 G2:Excel数据整理与校验

项目 内容
用例编号 G2
测试目标 验证批量育种数据的清洗、异常值检测和格式规范化能力
前置条件 准备一份"脏数据"Excel文件(含缺失值、异常值、格式不一致、重复记录)
输入数据 模拟或真实的原始田间数据Excel(约500行×10列),故意包含:a) 5个缺失值;b) 3个异常值(如株高500cm);c) 2行重复记录;d) 日期格式不一致(2026/3/15 vs 2026-03-15 vs 3月15日);e) 性状名称不统一("株高"vs"株高(cm)"vs"PlantHeight");f) 材料编号大小写不一致
测试步骤 1. 导入"脏数据"Excel;2. 运行数据清洗:a) 缺失值检测和处理(标记/删除/插值);b) 异常值检测(3σ原则或箱线图法);c) 重复记录检测和去除;d) 格式统一(日期、性状名、材料编号);e) 数据类型校验(数值型/分类型);3. 输出清洗后数据;4. 输出数据质量报告(问题类型、数量、处理方式);5. 验证清洗后数据:无异常值、无重复、格式统一
预期结果 1. 成功识别所有预设的数据问题;2. 输出清洗后的数据文件;3. 输出数据质量报告
验收标准(量化) 1. 缺失值识别率100%(5/5);2. 异常值识别率 ≥ 90%(至少识别3个中的2-3个);3. 重复记录识别率100%(2/2);4. 格式统一率100%;5. 处理时间 ≤ 2分钟;6. 数据质量报告含问题统计和处理建议
实际结果 (留空)
通过/失败判定 □ 通过 □ 失败 □ 有条件通过
备注 育种数据通常来自多个试验点和记录人员,格式不统一是常态,数据清洗能力直接影响分析效率;异常值处理应提供"标记但不删除"选项,因为育种中的极端值可能是真实的优良/劣等材料

三、MCP对接技术验证项

3.1 MCP服务器搭建验证

验证项 验证内容 预期结果 验收标准
MCP-01 使用神农 mcp-builder 技能创建一个最小MCP服务器(Python FastMCP),连接测试PostgreSQL数据库,暴露1个查询工具 服务器启动成功,可被MCP客户端发现和调用 1. mcp-builder能生成可运行的代码框架;2. 服务器监听指定端口;3. 工具可被列出和调用;4. 返回JSON格式正确
MCP-02 MCP服务器注册到神农Studio(配置mcp.json或通过UI添加) 神农Studio能识别MCP服务器并显示其工具列表 1. 神农Studio重启后显示MCP工具;2. 工具描述和参数正确显示;3. 可在对话中调用

3.2 数据读取验证

验证项 验证内容 预期结果 验收标准
MCP-03 神农Studio通过MCP调用 search_germplasm,按作物类型检索油菜种质(预期返回≥100条) 返回材料列表,含material_id、名称、来源等字段 1. 返回数据条数与数据库一致;2. 字段完整无缺失;3. 响应时间≤3秒;4. 神农能正确解析返回数据并用于后续分析
MCP-04 调用 get_phenotype_data 获取指定材料的多环境表型数据(约200份×3环境×6性状=3600行) 返回结构化表型数据 1. 数据行数准确;2. 数值精度无丢失;3. 可直接导入GS分析;4. 响应时间≤5秒
MCP-05 调用 get_genotype_data 获取基因型数据(VCF文件路径引用方式) 返回VCF文件的可访问路径或URL,而非文件内容 1. 返回路径可被神农读取;2. 文件大小与源文件一致;3. 不发生内存溢出

3.3 数据回写验证

验证项 验证内容 预期结果 验收标准
MCP-06 神农将GBLUP分析结果(200份材料的育种值)通过 write_analysis_result 回写到业务数据库 数据库中新增分析结果记录 1. 回写记录数=200;2. 育种值数值与神农输出一致(精度≥小数点后4位);3. 回写时间戳正确;4. 事务原子性(部分失败时全部回滚)
MCP-07 重复回写同一分析结果(幂等性测试) 不产生重复记录,或更新已有记录 1. 数据库中无重复记录;2. 幂等键(material_id+analysis_id+trait)生效

3.4 并发与性能验证

验证项 验证内容 预期结果 验收标准
MCP-08 模拟10个MCP客户端同时调用 search_germplasm(持续30分钟) 所有请求成功响应,无崩溃 1. 成功率≥99%;2. P95延迟≤5秒;3. 服务器内存稳定(无持续增长);4. 数据库连接池正常
MCP-09 大查询性能:调用 extract_genotype_matrix 提取300样本×70K标记的基因型矩阵 成功返回矩阵数据(或文件引用) 1. 响应时间≤30秒(流式/文件方式);2. 内存峰值≤4GB;3. 数据完整性校验通过

3.5 安全验证

验证项 验证内容 预期结果 验收标准
MCP-10 未携带认证Token调用MCP工具 返回401未授权 1. 所有工具均需认证;2. 错误信息不泄露系统细节
MCP-11 低权限用户尝试访问其他基地数据 返回403或空结果 1. RBAC权限控制生效;2. 数据隔离正确
MCP-12 MCP传输抓包检查 数据加密传输(HTTPS/TLS) 1. 明文不可读;2. TLS版本≥1.2
MCP-13 操作审计日志检查 所有MCP调用有日志记录 1. 日志含:用户ID、时间、工具名、参数摘要、结果状态、耗时;2. 日志不可篡改

3.6 错误处理与断点续传验证

验证项 验证内容 预期结果 验收标准
MCP-14 数据库连接中断时调用MCP工具 返回友好错误,不崩溃,自动重连 1. 错误码和消息清晰;2. 重连后可正常服务;3. 无数据损坏
MCP-15 大文件传输中断后续传 支持断点续传或重新传输 1. 传输中断后可从断点继续;2. 最终文件完整(MD5校验一致)
MCP-16 传入非法参数(如不存在的material_id) 返回参数校验错误 1. 不抛出500错误;2. 返回400+明确错误信息;3. 不执行无效查询

四、MCP集成技术方案

4.1 总体架构设计

4.1.1 架构图(ASCII)

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                         南充市农科院育种业务平台 (Web端)                    │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌─────────────┐ │
│  │ 种质资源登记  │  │ 田间育种工作  │  │ 基因型数据   │  │ 分析结果    │ │
│  │   平台前端   │  │   平台前端   │  │   管理前端   │  │ 展示前端    │ │
│  └──────┬───────┘  └──────┬───────┘  └──────┬───────┘  └──────┬──────┘ │
└─────────┼─────────────────┼─────────────────┼─────────────────┼────────┘
          │                 │                 │                 │
          ▼                 ▼                 ▼                 ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                         业务后端 (Java/Python, K8s)                       │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │                    API Gateway / 统一认证 (SSO)                    │  │
│  └───────────────────────────────┬───────────────────────────────────┘  │
│                                  │                                        │
│  ┌──────────────┐  ┌─────────────▼──────────┐  ┌────────────────────┐  │
│  │ 种质资源服务  │  │   田间试验服务         │  │   基因型数据服务    │  │
│  │ (业务逻辑)   │  │   (业务逻辑)           │  │   (业务逻辑)        │  │
│  └──────┬───────┘  └─────────────┬──────────┘  └─────────┬──────────┘  │
└─────────┼────────────────────────┼────────────────────────┼─────────────┘
          │                        │                        │
          │   ┌────────────────────▼────────────────────────▼──────┐    │
          │   │              MCP Client SDK (嵌入业务后端)            │    │
          │   │  - 工具发现  - 请求封装  - 认证注入  - 结果解析       │    │
          │   └────────────────────────┬─────────────────────────────┘    │
          │                            │  MCP Protocol (JSON-RPC 2.0)      │
          │                            │  over HTTPS (TLS 1.3)             │
          ▼                            ▼                                   │
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                       MCP Server 层 (DMZ区, Docker)                       │
│  ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐            │
│  │ 种质资源MCP     │ │ 田间试验MCP     │ │ 基因型MCP       │            │
│  │ Server (FastMCP)│ │ Server (FastMCP)│ │ Server (FastMCP)│            │
│  │  Port: 8001    │ │  Port: 8002    │ │  Port: 8003    │            │
│  └────────┬────────┘ └────────┬────────┘ └────────┬────────┘            │
└───────────┼─────────────────────┼─────────────────────┼──────────────────┘
            │                     │                     │
            ▼                     ▼                     ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      数据层 (内网, 数据库/文件存储)                        │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────────────────────┐  │
│  │ PostgreSQL   │  │ PostgreSQL   │  │  VCF文件存储 (NAS)            │  │
│  │ 种质资源库   │  │ 田间试验库   │  │  + 元数据库 (PostgreSQL)      │  │
│  │ (种质/表型)  │  │ (试验/设计)  │  │  + PLINK二进制缓存            │  │
│  └──────────────┘  └──────────────┘  └──────────────────────────────┘  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                          ▲
                                          │ MCP Client (神农Studio内置)
                                          │
                                 ┌────────┴────────┐
                                 │  神农育种Studio  │
                                 │  (桌面端, Win11) │
                                 │  - 分析引擎内核  │
                                 │  - MCP客户端     │
                                 │  - 技能运行时    │
                                 └─────────────────┘

4.1.2 各层职责与技术选型

层级 职责 技术选型 说明
Web前端 用户交互、分析任务发起、结果可视化 Vue 3 + Element Plus / Ant Design Vue 复用现有业务平台前端技术栈
业务后端 业务逻辑、权限控制、任务调度、MCP客户端封装 Java Spring Boot 或 Python FastAPI 与现有平台一致;MCP Client SDK可嵌入
API网关 路由、认证、限流、日志 Nginx / Spring Cloud Gateway 统一入口,对接院内SSO
MCP Client MCP协议封装、工具发现、请求/响应处理 官方MCP Python SDK / TypeScript SDK 嵌入业务后端,也可独立部署为BFF
MCP Server 暴露数据工具、连接数据库、数据转换、安全校验 Python FastMCP ≥ 0.4.0 三个独立服务器,容器化部署
数据层 持久化存储 PostgreSQL 15(结构化数据)+ NAS(VCF/图像大文件) 基因型大文件不进数据库,存文件系统+元数据
神农Studio 育种分析执行 桌面端应用(Windows 11) 通过MCP Client访问MCP Server获取数据、回写结果

4.1.3 两种集成模式

模式 描述 适用场景 POC验证重点
模式A:神农主动拉取 神农Studio作为MCP Client,主动调用MCP Server获取数据,分析后回写 育种家在神农桌面端直接操作,从业务库取数分析 MCP-01 ~ MCP-07
模式B:Web平台触发 用户在Web平台点击"启动GS分析",业务后端通过MCP Client调用神农(需神农以服务模式运行)或调用MCP Server获取数据后在服务端执行分析 Web平台一体化操作,用户不直接操作神农桌面端 模式B在POC阶段可简化为:Web→MCP Server取数→下载到神农→分析→手动回写;全自动模式留待二期

POC阶段策略:优先验证模式A(神农主动拉取),这是神农Studio原生支持的方式;模式B作为探索性验证,确认技术可行性即可。


4.2 三个核心MCP服务器详细设计

4.2.1 MCP服务器1:种质资源库MCP Server

基本信息

项目 内容
服务器名称 germplasm-mcp-server
开发框架 Python FastMCP
监听端口 8001
对接数据库 PostgreSQL 15(种质资源登记平台数据库)
部署方式 Docker容器
认证方式 API Key(POC阶段)→ JWT(生产阶段)

暴露的工具(Tools)列表与函数签名

Tool 1: search_germplasm

按条件检索种质材料。

@mcp.tool()
def search_germplasm(
    crop_type: str,              # 作物类型:rapeseed / soybean / sweet_potato / peanut
    material_type: str = None,   # 材料类型:cultivar / landrace / breeding_line / wild
    origin: str = None,          # 来源地
    status: str = None,          # 状态:active / conserved / eliminated
    traits_filter: dict = None,  # 性状过滤,如 {"plant_height": {"min": 100, "max": 150}}
    page: int = 1,               # 页码
    page_size: int = 50          # 每页数量,最大200
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "total": int,           # 总记录数
        "page": int,
        "page_size": int,
        "items": [
            {
                "material_id": "NC-R-0001",
                "name": "南油001",
                "crop_type": "rapeseed",
                "material_type": "cultivar",
                "origin": "四川南充",
                "status": "active",
                "pedigree": "川油21 × 中双9号",
                "key_traits": {"plant_height": 168.5, "yield": 2100.0}
            },
            ...
        ]
    }
    """
Tool 2: get_germplasm_detail

获取单份材料详细信息。

@mcp.tool()
def get_germplasm_detail(
    material_id: str             # 材料编号,如 "NC-R-0001"
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "material_id": "NC-R-0001",
        "name": "南油001",
        "crop_type": "rapeseed",
        "material_type": "cultivar",
        "origin": "四川南充",
        "breeder": "张三",
        "year_released": 2020,
        "pedigree": "川油21 × 中双9号",
        "status": "active",
        "conservation_location": "院种质资源库A区-架3-盒5",
        "phenotype_summary": {
            "plant_height": {"mean": 168.5, "cv": 0.08, "n_env": 3},
            "yield": {"mean": 2100.0, "cv": 0.15, "n_env": 3}
        },
        "genotype_available": True,
        "genotype_dataset_ids": ["GT-001"],
        "images": [
            {"type": "plant", "url": "https://.../NC-R-0001_plant.jpg"},
            {"type": "seed", "url": "https://.../NC-R-0001_seed.jpg"}
        ],
        "notes": "抗倒性强,适合机械化收获"
    }
    """
Tool 3: get_genotype_data

获取基因型数据(返回文件引用,不直接返回大矩阵)。

@mcp.tool()
def get_genotype_data(
    material_ids: list,          # 材料编号列表,如 ["NC-R-0001", "NC-R-0002", ...]
    marker_type: str = "snp",    # 标记类型:snp / ssr / kasp
    dataset_id: str = None,      # 指定基因型数据集ID,不指定则返回最新
    format: str = "vcf"          # 输出格式:vcf / plink / hapmap / matrix_csv
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "dataset_id": "GT-001",
        "format": "vcf",
        "sample_count": 200,
        "marker_count": 50000,
        "file_url": "https://mcp.ncnky.cn/genotype/temp/GT-001_subset_20260915.vcf.gz",
        "file_size_mb": 45.2,
        "md5": "a1b2c3d4e5f6...",
        "expires_at": "2026-09-16T00:00:00Z",
        "index_url": "https://mcp.ncnky.cn/genotype/temp/GT-001_subset_20260915.vcf.gz.tbi"
    }
    说明: 大文件通过预签名URL提供下载,24小时后过期;
          若样本数≤50且标记数≤1000,可直接返回matrix_csv内嵌数据
    """
Tool 4: get_phenotype_data

获取表型数据。

@mcp.tool()
def get_phenotype_data(
    material_ids: list = None,   # 材料编号列表,None表示全部
    trait: str = None,           # 性状名称,如 "plant_height",None表示所有性状
    environment: str = None,     # 环境/试验ID,如 "env_2025_nanchong",None表示所有环境
    experiment_id: str = None,   # 试验ID,优先于environment
    include_reps: bool = True    # 是否包含重复级数据,False则返回均值
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "total_rows": 3600,
        "traits": ["plant_height", "branch_number", "yield", ...],
        "environments": ["env_2025_nanchong", "env_2025_shehong", "env_2025_renshou"],
        "data": [
            {
                "material_id": "NC-R-0001",
                "environment": "env_2025_nanchong",
                "rep": 1,
                "trait": "plant_height",
                "value": 168.5,
                "unit": "cm"
            },
            ...
        ]
    }
    说明: 数据量>10000行时,返回CSV文件下载URL而非内嵌JSON
    """
Tool 5: get_pedigree

获取系谱信息。

@mcp.tool()
def get_pedigree(
    material_id: str,            # 材料编号
    generations: int = 3         # 追溯代数,最大5代
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "material_id": "NC-R-0001",
        "name": "南油001",
        "pedigree_tree": {
            "individual": "NC-R-0001",
            "sire": {
                "individual": "川油21",
                "sire": {...},
                "dam": {...}
            },
            "dam": {
                "individual": "中双9号",
                "sire": {...},
                "dam": {...}
            }
        },
        "pedigree_text": "川油21 × 中双9号",
        "inbreeding_coefficient": 0.0625
    }
    """
Tool 6: write_analysis_result

回写分析结果到业务数据库。

@mcp.tool()
def write_analysis_result(
    material_id: str,            # 材料编号
    result_type: str,            # 结果类型:gblup_ebv / gwas_hit / mas_selection / stability_index
    trait: str,                  # 性状名称
    result_data: dict,           # 结果数据,结构因result_type而异
    analysis_id: str = None,     # 分析任务ID,用于幂等控制
    metadata: dict = None        # 元数据:分析方法、参数、模型、时间戳
) -> dict:
    """
    result_data 示例 (gblup_ebv):
    {
        "ebv": 105.2,            # 估计育种值
        "accuracy": 0.72,        # 育种值准确率
        "reliability": 0.52,     # 可靠性
        "rank": 15,              # 排名
        "percentile": 0.92       # 百分位
    }

    返回:
    {
        "success": true,
        "material_id": "NC-R-0001",
        "result_type": "gblup_ebv",
        "trait": "yield",
        "written_at": "2026-09-15T14:30:00Z",
        "analysis_id": "analysis_20260915_001"
    }
    """

数据模型映射

MCP工具 业务表 关键字段映射
search_germplasm germplasm material_id←germplasm_no, name←germplasm_name, crop_type←crop_code(枚举转换)
get_germplasm_detail germplasm + germplasm_trait 详情主表+性状汇总表JOIN
get_phenotype_data phenotype_record material_id←germplasm_id, environment←trial_site_id, trait←trait_code, value←trait_value
get_pedigree pedigree individual←germplasm_id, sire←father_id, dam←mother_id(递归查询)
write_analysis_result analysis_result 新增记录,含外键germplasm_id

性能优化策略

策略 实现方式 预期效果
查询缓存 Redis缓存热点查询(材料详情、常用表型查询),TTL=5分钟 重复查询响应<100ms
分页 所有列表查询强制分页,page_size上限200 防止大结果集OOM
批量查询 material_ids支持列表输入,单次IN查询替代N次单查 减少数据库 round-trip
异步导出 大表型查询(>10000行)异步生成CSV,返回下载URL 避免HTTP超时
数据库索引 germplasm(crop_type, status), phenotype_record(germplasm_id, trait, environment) 查询性能提升10x+
连接池 SQLAlchemy连接池,pool_size=10, max_overflow=20 支持并发查询

4.2.2 MCP服务器2:田间试验系统MCP Server

基本信息

项目 内容
服务器名称 field-trial-mcp-server
开发框架 Python FastMCP
监听端口 8002
对接数据库 PostgreSQL 15(作物田间育种工作平台数据库)
部署方式 Docker容器

暴露的工具(Tools)列表与函数签名

Tool 1: get_experiment_list

获取试验列表。

@mcp.tool()
def get_experiment_list(
    crop_type: str = None,       # 作物类型过滤
    year: int = None,            # 年份过滤
    experiment_type: str = None, # 试验类型:variety_trial / yield_trial / demonstration / segregation
    status: str = None,          # 状态:planning / ongoing / completed / analyzed
    page: int = 1,
    page_size: int = 50
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "total": int,
        "items": [
            {
                "experiment_id": "EXP-2025-R-001",
                "name": "2025年油菜品种比较试验",
                "crop_type": "rapeseed",
                "year": 2025,
                "type": "variety_trial",
                "status": "completed",
                "environments": ["nanchong", "shehong", "renshou"],
                "material_count": 50,
                "trait_count": 8,
                "start_date": "2025-09-20",
                "end_date": "2026-05-15",
                "principal_investigator": "李四"
            },
            ...
        ]
    }
    """
Tool 2: get_experiment_design

获取试验设计。

@mcp.tool()
def get_experiment_design(
    experiment_id: str           # 试验ID
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "experiment_id": "EXP-2025-R-001",
        "design_type": "randomized_complete_block",  # 随机完全区组
        "replications": 3,
        "plot_size": "20 m²",
        "plant_density": "15000 plants/ha",
        "row_spacing": "40 cm",
        "environments": [
            {
                "env_id": "nanchong",
                "site_name": "南充试验基地",
                "latitude": 30.83,
                "longitude": 106.08,
                "soil_type": "紫色土",
                "sowing_date": "2025-09-25",
                "harvest_date": "2026-05-10"
            },
            ...
        ],
        "treatments": [
            {"treatment_id": "T01", "material_id": "NC-R-0001", "type": "entry"},
            {"treatment_id": "T02", "material_id": "NC-R-0002", "type": "entry"},
            {"treatment_id": "CK1", "material_id": "川油21", "type": "control"},
            ...
        ],
        "field_map_url": "https://.../field_map_EXP-2025-R-001.pdf"
    }
    """
Tool 3: get_trial_data

获取试验数据。

@mcp.tool()
def get_trial_data(
    experiment_id: str,          # 试验ID
    traits: list = None,         # 性状列表,None表示全部
    environments: list = None,   # 环境列表,None表示全部
    data_level: str = "plot"     # 数据级别:plot(小区原始) / entry(材料均值) / adjusted(校正值)
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "experiment_id": "EXP-2025-R-001",
        "data_level": "plot",
        "total_rows": 450,
        "traits": [
            {"code": "yield", "name": "产量", "unit": "kg/ha"},
            {"code": "plant_height", "name": "株高", "unit": "cm"},
            ...
        ],
        "data": [
            {
                "environment": "nanchong",
                "block": 1,
                "plot_no": "A-01",
                "material_id": "NC-R-0001",
                "yield": 2150.5,
                "plant_height": 168.5,
                ...
            },
            ...
        ]
    }
    说明: 宽表格式(每个性状一列),便于直接导入统计软件;
          数据量大时返回CSV下载URL
    """
Tool 4: get_environment_data

获取环境/气象数据。

@mcp.tool()
def get_environment_data(
    experiment_id: str,          # 试验ID
    env_id: str = None,          # 指定环境,None表示所有环境
    data_type: str = "weather"   # 数据类型:weather / soil / management
) -> dict:
    """
    返回 (weather):
    {
        "experiment_id": "EXP-2025-R-001",
        "environments": [
            {
                "env_id": "nanchong",
                "daily_records": [
                    {"date": "2025-09-25", "tmax": 28.5, "tmin": 18.2, "rainfall": 0, "sunshine": 6.5, "rh": 72},
                    ...
                ],
                "growing_degree_days": 2850.5,
                "total_rainfall": 680.2
            },
            ...
        ]
    }
    """
Tool 5: get_field_images

获取田间图像。

@mcp.tool()
def get_field_images(
    experiment_id: str,          # 试验ID
    env_id: str = None,          # 环境
    growth_stage: str = None,    # 生育期:seedling / flowering / podding / maturity
    image_type: str = None,      # 图像类型:canopy / plot / disease / drone
    material_id: str = None      # 指定材料
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "total": 156,
        "images": [
            {
                "image_id": "IMG-2025-0312-001",
                "experiment_id": "EXP-2025-R-001",
                "env_id": "nanchong",
                "growth_stage": "flowering",
                "image_type": "canopy",
                "material_id": "NC-R-0001",
                "capture_date": "2026-03-12",
                "url": "https://.../IMG-2025-0312-001.jpg",
                "thumbnail_url": "https://.../thumb_IMG-2025-0312-001.jpg",
                "metadata": {"camera": "Sony A7M4", "exposure": "1/250s", "gps": "30.83,106.08"}
            },
            ...
        ]
    }
    说明: 图像通过URL引用传输,不使用base64内嵌(除非缩略图<100KB)
    """
Tool 6: write_statistics_result

回写统计分析结果。

@mcp.tool()
def write_statistics_result(
    experiment_id: str,          # 试验ID
    result_type: str,            # 结果类型:anova / gge / ammi / blup / stability
    result_data: dict,           # 结果数据
    analysis_id: str = None,     # 幂等控制
    metadata: dict = None
) -> dict:
    """
    result_data 示例 (gge):
    {
        "pc1_explained": 45.2,
        "pc2_explained": 28.6,
        "genotype_scores": [
            {"material_id": "NC-R-0001", "pc1": 0.85, "pc2": -0.32},
            ...
        ],
        "environment_scores": [
            {"env_id": "nanchong", "pc1": 1.2, "pc2": 0.15},
            ...
        ],
        "stability_rank": [
            {"material_id": "NC-R-0003", "score": 0.92, "rank": 1},
            ...
        ],
        "recommended_varieties": ["NC-R-0003", "NC-R-0007", "NC-R-0012"]
    }

    返回:
    {
        "success": true,
        "experiment_id": "EXP-2025-R-001",
        "result_type": "gge",
        "written_at": "2026-09-15T15:00:00Z"
    }
    """

多环境数据聚合策略

场景 策略 实现
单环境查询 直接按env_id过滤 简单WHERE
多环境联合查询 一次SQL查询所有环境,按env_id分组返回 避免N次查询
跨环境均值计算 数据库层AVG聚合,或返回原始数据由神农计算 data_level=entry时DB聚合,data_level=plot时返回原始
环境×品种互作 返回完整矩阵(品种×环境),宽表格式 PIVOT查询或应用层转换
不平衡数据 保留缺失,不做填充,由分析模型处理 NULL值原样返回

图像数据传输方案

图像大小 传输方式 说明
缩略图(<100KB) base64内嵌(可选) 列表预览用
原图(1-10MB) URL引用(预签名URL,TTL=24h) 神农下载后分析
批量图像(>50张) 返回URL列表+ZIP打包下载链接 减少HTTP请求数
无人机正射影像(>100MB) 对象存储URL+范围请求支持 流式读取

4.2.3 MCP服务器3:基因型数据库MCP Server

基本信息

项目 内容
服务器名称 genotype-mcp-server
开发框架 Python FastMCP
监听端口 8003
对接存储 PostgreSQL(元数据)+ NAS文件存储(VCF/PLINK)
部署方式 Docker容器,挂载NAS卷

暴露的工具(Tools)列表与函数签名

Tool 1: list_genotype_datasets

列出基因型数据集。

@mcp.tool()
def list_genotype_datasets(
    crop_type: str = None,       # 作物类型
    marker_type: str = None,     # 标记类型:snp / ssr / kasp / wgs
    platform: str = None,        # 芯片平台:brassica_50k / soybean_100k / ...
    status: str = "published",   # 状态:draft / qc_passed / published / archived
    page: int = 1,
    page_size: int = 50
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "total": int,
        "items": [
            {
                "dataset_id": "GT-001",
                "name": "油菜200份材料50K SNP数据集",
                "crop_type": "rapeseed",
                "marker_type": "snp",
                "platform": "Brassica 50K Array",
                "sample_count": 200,
                "marker_count": 48520,
                "file_format": "vcf_gz",
                "file_size_mb": 120.5,
                "qc_status": "passed",
                "created_at": "2026-03-15",
                "created_by": "王五",
                "description": "2025年油菜品比试验材料基因分型"
            },
            ...
        ]
    }
    """
Tool 2: get_vcf_metadata

获取VCF元信息。

@mcp.tool()
def get_vcf_metadata(
    dataset_id: str              # 数据集ID
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "dataset_id": "GT-001",
        "file_format": "VCFv4.2",
        "sample_count": 200,
        "marker_count": 48520,
        "chromosomes": ["A01", "A02", ..., "A10", "C01", ..., "C09"],
        "marker_distribution": {"A01": 5200, "A02": 4800, ...},
        "missing_rate_overall": 0.032,
        "maf_distribution": {"<0.01": 2100, "0.01-0.05": 8500, ">0.05": 37920},
        "filter_status": "raw",  # raw / filtered
        "reference_genome": "Brassica_napus_v4.1",
        "sample_list": ["NC-R-0001", "NC-R-0002", ...],
        "qc_report_url": "https://.../qc_report_GT-001.pdf"
    }
    """
Tool 3: extract_genotype_matrix

提取基因型矩阵(核心工具,支持大矩阵提取)。

@mcp.tool()
def extract_genotype_matrix(
    dataset_id: str,             # 数据集ID
    samples: list = None,        # 样本列表,None表示全部
    markers: list = None,        # 标记ID列表,None表示全部
    regions: list = None,        # 基因组区域,如 ["A01:1000000-5000000", "A03:1-10000000"]
    encoding: str = "numeric",   # 编码方式:numeric(0/1/2) / genotype(AA/Aa/aa) / dosage
    maf_threshold: float = 0.0,  # MAF过滤阈值
    missing_threshold: float = 1.0,  # 缺失率过滤阈值
    output_format: str = "auto"  # auto / csv / vcf / plink / numpy_npz
) -> dict:
    """
    返回 (小矩阵, 内嵌):
    {
        "format": "csv",
        "sample_count": 50,
        "marker_count": 1000,
        "data_url": None,
        "data_inline": "marker,sample1,sample2,...\nA01_1000,0,1,2,...\n...",
        "row_count": 1000,
        "col_count": 50
    }

    返回 (大矩阵, 文件引用):
    {
        "format": "csv",
        "sample_count": 200,
        "marker_count": 48520,
        "data_url": "https://mcp.ncnky.cn/genotype/temp/GT-001_extract_20260915.csv.gz",
        "file_size_mb": 85.3,
        "md5": "f6e5d4c3b2a1...",
        "expires_at": "2026-09-16T00:00:00Z",
        "filtered_markers": 1480,  # 被过滤掉的标记数
        "filtered_samples": 0
    }

    规则: 样本数×标记数 ≤ 500,000 时内嵌返回;超过则生成文件返回URL
    """
Tool 4: get_marker_info

获取标记信息。

@mcp.tool()
def get_marker_info(
    marker_ids: list,            # 标记ID列表
    dataset_id: str = None       # 可选,限定数据集
) -> dict:
    """
    返回:
    {
        "markers": [
            {
                "marker_id": "A01_1250000",
                "rs_id": "rsBrA01_1250000",
                "chromosome": "A01",
                "position": 1250000,
                "ref_allele": "A",
                "alt_allele": "G",
                "maf": 0.23,
                "missing_rate": 0.02,
                "gene_annotation": "intergenic",
                "nearest_gene": "BnaA01g00120D",
                "distance_to_gene": 1500
            },
            ...
        ]
    }
    """
Tool 5: run_qc_pipeline

触发QC流水线(异步任务)。

@mcp.tool()
def run_qc_pipeline(
    dataset_id: str,             # 数据集ID
    params: dict = None          # QC参数
) -> dict:
    """
    params 默认值:
    {
        "sample_missing_threshold": 0.20,
        "marker_missing_threshold": 0.20,
        "maf_threshold": 0.05,
        "hwe_p_threshold": 1e-6,
        "heterozygosity_threshold": 0.10,
        "run_pca": true,
        "run_ibd": true,
        "pca_components": 10
    }

    返回:
    {
        "task_id": "qc_task_20260915_001",
        "status": "running",  # running / completed / failed
        "dataset_id": "GT-001",
        "submitted_at": "2026-09-15T10:00:00Z",
        "estimated_completion": "2026-09-15T10:45:00Z",
        "progress_url": "https://mcp.ncnky.cn/genotype/qc/status/qc_task_20260915_001",
        "result_url": null  # 完成后填充
    }

    说明: QC为长任务(30分钟-2小时),异步执行,通过progress_url轮询状态
    """
Tool 6: write_gwas_result

回写GWAS结果。

@mcp.tool()
def write_gwas_result(
    dataset_id: str,             # 基因型数据集ID
    trait: str,                  # 性状
    model: str,                  # 模型:mlm / farmcpu / glm
    significant_snps: list,      # 显著SNP列表
    analysis_id: str = None,     # 幂等控制
    metadata: dict = None        # 含QQ图/Manhattan图URL、λ值等
) -> dict:
    """
    significant_snps 示例:
    [
        {
            "marker_id": "A03_15800000",
            "chromosome": "A03",
            "position": 15800000,
            "p_value": 3.2e-8,
            "maf": 0.18,
            "effect_size": -0.35,
            "r2": 0.12,
            "nearest_gene": "BnaA03g25670D"
        },
        ...
    ]

    返回:
    {
        "success": true,
        "dataset_id": "GT-001",
        "trait": "yield",
        "significant_snp_count": 12,
        "written_at": "2026-09-15T16:00:00Z"
    }
    """

大文件处理策略

策略 实现方式 说明
VCF索引 所有VCF.gz配套.tbi索引文件 支持区域快速提取(tabix),无需全文件扫描
区域提取 bcftools view -r chr:start-end 提取特定染色体区域,秒级响应
样本子集 bcftools view -s sample_list 提取指定样本,生成临时文件
流式传输 HTTP Range Request + gzip流式压缩 大文件下载支持断点续传
预生成子集 常用子集(如核心种质50份)预生成并缓存 避免重复计算
二进制缓存 PLINK二进制格式(.bed/.bim/.fam)作为常用格式缓存 读取速度比VCF快10x
矩阵预计算 G矩阵(基因组关系矩阵)预计算并保存为.npy GS分析直接加载,避免重复计算

存储格式建议

格式 用途 优缺点 建议
VCF.gz + TBI 原始数据归档、交换 标准格式、兼容性好;读取慢 作为原始数据永久存储
PLINK二进制 日常分析、GS/GWAS 读取快、体积小;不支持多等位 作为分析工作格式,每个数据集生成一份
Hail MatrixTable 大规模群体基因组分析 列存、分布式、查询快;依赖Hail生态 二期考虑,样本量>2000时引入
NumPy .npy G矩阵、基因型矩阵缓存 加载极快;仅数值 G矩阵等预计算结果缓存
SQLite/Parquet 标记元数据、注释 查询灵活 标记注释信息存储

4.3 数据流向设计

4.3.1 典型分析场景:油菜GS分析完整链路

用户操作                          系统动作
─────────────────────────────────────────────────────────────────
1. 育种家登录Web平台               → 业务后端验证身份,获取用户权限
   选择"油菜GS分析"

2. 选择试验数据集                  → 调用田间试验MCP: get_experiment_list
   (2025油菜品比, 3环境)            → 返回试验列表,用户选择EXP-2025-R-001

3. 选择性状和材料范围               → 调用种质资源MCP: search_germplasm
   (200份材料, 6个性状)             → 返回材料列表
                                    → 调用田间试验MCP: get_trial_data
                                    → 获取200份×3环境×6性状表型数据(3600行)
                                    → 数据暂存或直接传给神农

4. 选择基因型数据集                 → 调用基因型MCP: list_genotype_datasets
   (油菜50K SNP)                    → 返回GT-001
                                    → 调用基因型MCP: extract_genotype_matrix
                                    → 提取200样本×50K SNP矩阵
                                    → 返回VCF文件URL(85MB)
                                    → 神农下载VCF到本地

5. 点击"启动GBLUP分析"             → 神农Studio加载表型+基因型
   (在神农桌面端操作)                → 构建G矩阵(5-10分钟)
                                    → 拟合GBLUP模型(10-30分钟)
                                    → 5折交叉验证(重复5次, 30-60分钟)
                                    → 生成分析报告

6. 分析完成                         → 神农调用种质资源MCP: write_analysis_result
                                    → 逐份回写200份材料的EBV(200次调用或批量)
                                    → 调用田间试验MCP: write_statistics_result
                                    → 回写交叉验证精度、遗传力等汇总结果

7. Web平台展示结果                  → 业务后端从数据库读取分析结果
                                    → 前端展示: EBV排名表、精度柱状图、
                                      TOP20材料卡片、遗传力报告
                                    → 支持导出PDF报告

关键时序说明: - 步骤1-4为数据准备阶段,预计耗时5-10分钟(含大文件下载) - 步骤5为计算阶段,预计耗时1-2小时(GBLUP+交叉验证) - 步骤6-7为结果回写和展示,预计耗时5分钟 - 长任务(步骤5)采用异步模式,用户可离开页面,完成后通过站内信/邮件通知

4.3.2 同步 vs 异步分析任务处理策略

任务类型 预计耗时 处理模式 实现方式
数据查询(材料检索、表型获取) <5秒 同步 直接MCP调用,等待返回
小数据集统计(ANOVA、描述统计) <30秒 同步 神农直接计算,同步等待
格式转换(VCF↔PLINK) <5分钟 同步(带超时) 超时阈值5分钟,超时则转异步
QC流水线 30分钟-2小时 异步 MCP返回task_id,轮询progress_url
GS/GBLUP分析(含交叉验证) 1-3小时 异步 任务队列(Celery/RQ),完成后回调
GWAS分析 2-6小时 异步 任务队列,完成后回调
AI图像识别(批量) 5-30分钟 异步 任务队列,进度可查

异步任务实现:

Web后端 → 提交任务到Redis队列(Celery)
         → Worker调用神农(通过MCP或本地CLI)执行分析
         → 分析完成 → 结果回写DB → 触发回调(WebSocket/邮件/站内信)
         → 用户查询任务状态: GET /api/tasks/{task_id}

4.3.3 分析结果的存储与版本管理

维度 设计
结果存储 分析结果存入业务数据库 analysis_result 表,含:result_id, material_id/experiment_id, result_type, trait, result_data(JSONB), analysis_id, method, params, created_at
版本管理 同一材料同一性状可有多条结果(不同时间/方法分析),通过 analysis_id 区分;查询默认返回最新版本,支持历史版本对比
幂等控制 (analysis_id, material_id, result_type, trait) 联合唯一约束,重复回写更新而非新增
结果溯源 metadata字段记录:分析方法、模型参数、输入数据集ID、软件版本、操作人、时间戳,确保可复现
结果缓存 高频查询结果(如TOP20排名)缓存到Redis,TTL=30分钟,回写时主动失效
大结果文件 图表(Manhattan图、GGE图等)存对象存储,数据库存URL;报告PDF存对象存储

4.4 安全方案

4.4.1 身份认证

层级 方案 说明
用户→Web平台 OAuth 2.0 / OIDC,对接院内统一身份认证(SSO) 用户不直接接触MCP,通过Web平台操作
Web后端→MCP Server JWT(短期Token,TTL=1小时)+ API Key(服务间认证) 业务后端使用服务账号调用MCP,JWT中携带用户身份信息用于审计
神农Studio→MCP Server API Key(POC阶段)→ JWT(生产阶段,神农内置SSO登录) 神农桌面端配置API Key,每个用户独立Key
MCP Server→数据库 数据库专用账号,最小权限(SELECT/INSERT/UPDATE,无DROP/ALTER) 每个MCP Server独立数据库账号

4.4.2 传输加密

通信链路 加密方式 说明
用户浏览器→Web平台 HTTPS(TLS 1.3) 标准Web安全
Web后端→MCP Server HTTPS(TLS 1.3)+ 内网mTLS(双向认证) MCP服务器只信任Web后端的客户端证书
神农Studio→MCP Server HTTPS(TLS 1.3) 神农通过VPN/专线访问MCP
MCP Server→数据库 SSL/TLS加密连接 PostgreSQL sslmode=require
大文件下载 预签名URL(HTTPS,TTL=24h,IP白名单可选) URL泄露后短期有效

4.4.3 权限控制(RBAC + 数据权限)

角色定义:

角色 权限
系统管理员 所有权限,用户管理、系统配置
育种专家 本作物数据读取、分析任务发起、结果查看、本人结果回写
数据管理员 所有数据读取、数据导入/导出、QC操作
访客/合作单位 指定试验数据只读、不可回写

数据权限粒度:

粒度 控制方式 示例
基地级 用户关联可访问的试验基地 油菜所用户只能看南充基地+油菜试验
作物级 用户关联可访问的作物类型 甘薯所用户不可访问大豆基因型数据
试验级 试验成员列表控制 未参与的试验不可见
字段级 敏感字段脱敏 访客看到的材料名称替换为编号
操作级 读/写/导出/删除分离 育种专家可回写结果但不可删除原始数据

4.4.4 操作审计

所有MCP调用记录审计日志,字段:

字段 说明
log_id 唯一ID
timestamp 调用时间(精确到毫秒)
user_id 操作人ID(从JWT解析)
client_ip 客户端IP
mcp_server 服务器标识(germplasm/field-trial/genotype)
tool_name 调用的工具名
params_digest 参数摘要(脱敏后,如material_ids数量、trait名称,不含完整敏感数据)
result_status success / error
error_code 错误码(如有)
duration_ms 耗时
trace_id 全链路追踪ID

日志存储:写入独立审计库(只追加,不可修改/删除),保留≥3年;支持按用户、工具、时间范围查询。

4.4.5 数据脱敏规则

数据类型 脱敏规则
材料名称 未发表材料对访客显示为编号(如Material_001),内部用户可见真名
基因型数据 访客只能获取汇总统计(MAF、缺失率),不可下载原始VCF
育种值/排名 未公开的分析结果仅课题组成员可见
系谱信息 未组合亲本对非授权用户隐藏
个人信息 育种家联系方式等PII不在MCP返回中暴露

4.4.6 网络隔离

┌─────────────────────────────────────────────┐
│  外网 / 办公网                                │
│  - 用户浏览器                                 │
│  - 神农Studio (通过VPN接入)                   │
└──────────────────┬──────────────────────────┘
                   │ VPN / 防火墙 (只开放443)
                   ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│  DMZ区                                       │
│  - Nginx反向代理 + WAF                       │
│  - MCP Servers (8001/8002/8003, 仅内网可达)  │
│  - Web平台前端静态资源                        │
└──────────────────┬──────────────────────────┘
                   │ 内网防火墙 (只开放DB端口给MCP)
                   ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│  内网核心区                                   │
│  - PostgreSQL 数据库                          │
│  - NAS 文件存储 (VCF/图像)                    │
│  - Redis 缓存/队列                            │
└─────────────────────────────────────────────┘

4.4.7 生物遗传资源数据安全合规

依据《中华人民共和国生物遗传资源管理条例》:

合规要求 落实措施
数据出境管控 基因型数据存储于境内服务器,MCP服务器不部署在境外;对外合作需审批
获取与利用审批 数据接入需登记来源,标注是否涉及国家重点保护生物遗传资源
惠益分享 利用遗传资源产生的分析成果,标注原始来源和提供者
数据主权 院方拥有全部数据所有权,神农团队不得留存或用于其他用途(合同约定)
访问审批 外部人员访问基因型数据需经院生物安全委员会审批

4.5 技术选型与部署

4.5.1 MCP服务器开发框架

框架 语言 优势 劣势 推荐度
FastMCP Python 最成熟、社区活跃、与神农生态兼容、开发快、数据科学库丰富 异步性能略逊于Node.js ★★★★★ 推荐
MCP SDK (TypeScript) TypeScript 与Web前端技术栈统一、异步性能好 生信/统计库不如Python丰富 ★★★★ 备选
MCP SDK (Java) Java 与现有Java后端统一 生态较新、示例少 ★★★ 不推荐POC用

结论:POC阶段统一使用 Python FastMCP,原因:(1) 与神农 mcp-builder 生成的代码一致;(2) 生信数据处理(pysam、numpy、pandas)生态完善;(3) 开发速度快。生产阶段可根据性能需求将基因型MCP迁移至TypeScript。

4.5.2 部署方式

阶段 部署方式 说明
POC阶段 Docker Compose(单机) 3个MCP Server + PostgreSQL + Redis 一键启动,快速验证
生产阶段 Kubernetes(K8s) 弹性伸缩、滚动更新、自愈;MCP Server无状态,可水平扩展

Docker Compose 示例结构:

services:
  germplasm-mcp:
    image: ncnky/germplasm-mcp:1.0
    ports: ["8001:8000"]
    environment:
      - DATABASE_URL=postgresql://...
      - API_KEYS=...
      - REDIS_URL=redis://redis:6379
    volumes:
      - ./logs:/app/logs
    restart: unless-stopped

  field-trial-mcp:
    image: ncnky/field-trial-mcp:1.0
    ports: ["8002:8000"]
    ...

  genotype-mcp:
    image: ncnky/genotype-mcp:1.0
    ports: ["8003:8000"]
    volumes:
      - /nas/genotype:/data/genotype  # 挂载NAS
    ...

  postgres:
    image: postgres:15
    ...

  redis:
    image: redis:7
    ...

4.5.3 高可用方案

组件 高可用策略
MCP Server 无状态设计,K8s中每个Server部署≥2副本,通过Service负载均衡; readiness probe检查/health端点
数据库 PostgreSQL主从复制(流复制),自动故障切换(Patroni);POC阶段可单点
Redis 主从+Sentinel,缓存和任务队列高可用
NAS存储 RAID 6 + 定期备份(异地),VCF文件多副本
负载均衡 Nginx反向代理,健康检查(HTTP GET /health),异常节点自动剔除

4.5.4 监控与告警

监控维度 工具 关键指标 告警阈值
MCP调用 Prometheus + Grafana QPS、成功率、P50/P95/P99延迟、错误率 成功率<99%或P95>10s持续5分钟 → 告警
系统资源 Node Exporter CPU、内存、磁盘、网络 CPU>80%持续10分钟、内存>85%、磁盘>90% → 告警
数据库 pg_exporter 连接数、慢查询、复制延迟、锁等待 连接数>80%、慢查询>10s、复制延迟>30s → 告警
容器 cAdvisor 容器重启次数、OOM 容器重启>3次/小时 → 告警
任务队列 Flower / Redis Exporter 队列长度、任务失败率、处理耗时 队列堆积>100、失败率>5% → 告警
日志 ELK / Loki 错误日志聚合 ERROR级别日志突增 → 告警

Grafana看板: - MCP总览看板:3个Server的调用量、延迟、错误率 - 基因型专用看板:VCF提取耗时、大文件下载量、QC任务状态 - 业务看板:GS/GWAS分析任务数、完成率、平均耗时


五、POC验收标准汇总表

用例编号 用例名称 组别 核心验收标准 权重 通过判定 实际结果 备注
A1 油菜GBLUP分析 GS 产量r≥0.35,高遗传力性状r≥0.55,TOP20重合率≥50% ★★★★★ □ (留空) 核心用例
A2 大豆BLUP育种值 GS EBV与ASReml相关≥0.95,遗传力差异≤0.05 ★★★★☆ □ (留空)
A3 多模型对比 GS 三种模型全部运行,精度差异≤0.15 ★★★☆☆ □ (留空)
B1 大豆GWAS GWAS λ在0.9-1.2,≥1性状≥3显著SNP,QTL重合率≥50% ★★★★★ □ (留空) 核心用例
B2 甘薯MAS GWAS 前景选择100%一致,RPG差异≤2% ★★★★☆ □ (留空) 多倍体可能需降级
C1 油菜菌核病识别 AI识别 准确率≥85%,召回率≥80% ★★★★☆ □ (留空) 油菜覆盖可能不足
C2 大豆荚果计数 AI识别 MAPE≤10%,R²≥0.85 ★★★★☆ □ (留空)
C3 甘薯块根分析 AI识别 薯形准确率≥75%,重量MAPE≤15% ★★★☆☆ □ (留空) 可接受有条件通过
D1 GGE/AMMI稳定性 统计 ANOVA一致,GGE解释率≥60%,排名相关≥0.90 ★★★★☆ □ (留空)
D2 GCA/SCA配合力 统计 GCA排序相关≥0.95,遗传力合理 ★★★☆☆ □ (留空)
E1 AI亲本组配 决策 与专家重合率≥30%,专家评分≥3.5/5 ★★★★☆ □ (留空) 核心决策用例
E2 优良品系筛选 决策 TOP20重合率≥60%,报告含≥3图表 ★★★☆☆ □ (留空)
F1 基因型QC 生信 全流程完成,与PLINK结果一致,报告含≥5图表 ★★★★☆ □ (留空)
F2 格式转换 生信 4种转换成功,基因型100%一致 ★★★☆☆ □ (留空)
G1 分析报告生成 文档 ≥8页,≥5图表,专家评分≥4/5 ★★★☆☆ □ (留空)
G2 Excel数据清洗 文档 缺失/重复识别100%,异常值≥90% ★★☆☆☆ □ (留空)
MCP-01~02 MCP服务器搭建 MCP 3个Server全部运行,神农可发现工具 ★★★★★ □ (留空) 核心用例
MCP-03~05 数据读取 MCP 种质/表型/基因型读取成功,数据完整 ★★★★★ □ (留空) 核心用例
MCP-06~07 数据回写 MCP 回写一致,幂等性通过 ★★★★☆ □ (留空)
MCP-08~09 并发性能 MCP 10并发成功率≥99%,P95≤5s ★★★☆☆ □ (留空)
MCP-10~13 安全验证 MCP 认证/权限/加密/审计全部通过 ★★★★☆ □ (留空)
MCP-14~16 错误处理 MCP 断连/非法参数有友好错误,不崩溃 ★★★☆☆ □ (留空)

POC整体通过条件

条件 要求 权重
核心用例(A1、B1、MCP-01~05) 全部通过 一票否决项
A+B+D组用例通过率 ≥ 90%(9/10个通过) 30%
C组用例通过率 ≥ 2/3(2/3个通过) 15%
E+F+G组用例通过率 ≥ 75%(6/8个通过) 15%
MCP验证项通过率 ≥ 85%(11/13项通过) 25%
端到端场景 至少1个完整链路跑通(取数→分析→回写→展示) 一票否决项
POC报告 出具完整测试报告,含精度数据和问题清单 10%

判定规则:两个一票否决项必须全部满足;加权总分 ≥ 80分判定POC通过;70-79分为有条件通过(需限期整改);<70分为不通过。


六、POC风险与应对

6.1 风险登记册

风险编号 风险描述 可能性 影响 风险等级 应对策略 责任人
R01 基因型数据不足或质量差:油菜50K SNP或大豆100K数据未完成测序,或样本量不足 中 高 高 ①提前与测序单位确认交付时间,W2前必须到位;②备用方案:使用公开数据集(如油菜SNP数据库)+本院子集混合验证;③若完全无数据,A/B/F组降级为表型统计验证 数据管理员
R02 神农对油菜/甘薯/花生覆盖不足:证据库偏重水稻/小麦/玉米,油菜病害识别、甘薯多倍体分析可能不支持 高 中 高 ①POC前先与神农团队确认4种作物的支持清单;②不支持的功能用skill-creator自定义技能或R/Python脚本补充;③C1(油菜菌核病)若识别率低,记录为覆盖缺口而非失败,评估自定义模型可行性 育种专家+神农支持
R03 神农团队支持响应不及时:远程支持48小时响应可能不够,关键问题阻塞进度 中 高 高 ①合同/协议中明确SLA(关键问题24小时响应);②指定专属对接人,建立紧急通道;③IT组提前学习神农文档和MCP开发,减少依赖;④每周固定1小时神农团队答疑会 项目负责人
R04 MCP对接技术障碍:mcp-builder生成的代码有Bug,或神农MCP客户端与自建Server兼容性问题 中 高 高 ①W6前先用最小MCP Server(Hello World级)验证连通性;②FastMCP版本与神农要求版本严格对齐;③准备降级方案:MCP不通时用CSV文件交换数据,验证分析能力优先;④关键问题升级至神农团队远程调试 IT架构师
R05 数据提取耗时超期:院内各所数据分散、格式不统一,提取和清洗超过W2截止 中 中 中 ①W1启动数据提取,明确各所交付人和截止时间;②提供标准化数据模板,减少格式转换;③数据管理员集中清洗,育种专家只做确认;④允许部分数据延迟到位(如甘薯图像W3到位),不阻塞A/B组 数据管理员
R06 分析计算时间超预期:GBLUP交叉验证或GWAS在100K SNP上运行时间超过预期 低 中 中 ①先用小样本子集(50份×10K)跑通流程,再上全量;②RTX 4070 Ti Super可加速部分计算(如GPU版PLINK);③长任务安排在夜间运行,白天做准备和验证;④交叉验证折数可从5折降为3折(POC阶段可接受) IT组
R07 POC周期超期:8周内无法完成全部用例 中 中 中 ①用例分优先级,核心用例(A1、B1、MCP)必须完成,次要用例(C3、D2、G2)可延期;②W5中期复盘,若进度滞后则裁剪用例或延长2周;③每周跟踪燃尽图,及时发现偏差 项目负责人
R08 业务系统数据库无法直接对接:现有业务平台数据库权限未开放,或表结构文档缺失 中 中 中 ①POC阶段搭建独立测试库,从业务库导出数据子集(DBA协助),不直接连生产库;②MCP Server开发基于测试库,表结构通过反向工程获取;③生产对接留待二期,POC只验证技术可行性 IT组+DBA
R09 基因型大文件传输问题:VCF文件GB级,MCP传输超时或内存溢出 中 中 中 ①严格执行"文件引用"模式(返回URL而非内容);②NAS与MCP服务器内网高速连接(≥1Gbps);③支持流式下载和断点续传;④小矩阵(≤50万数据点)才内嵌返回 IT架构师
R10 分析结果与专家经验差异大:GS预测精度低或组配推荐不合理,影响对神农的信心 中 高 高 ①提前设定合理预期(GS精度0.35-0.6属正常范围);②分析数据质量(表型误差、群体结构),精度低可能是数据问题而非工具问题;③与神农团队共同分析原因,调整模型参数;④POC报告客观呈现,不夸大也不否定 育种专家

6.2 关键风险应对详解

R02:作物覆盖不足的应对(最高优先级)

具体措施: 1. POC启动前(W0):向神农团队提交4种作物的功能需求清单,获取明确的支持/不支持列表 2. 油菜菌核病(C1):若神农800种病害库不含油菜菌核病,方案: - 方案A:用skill-creator基于本院图像数据训练自定义病害分类器(迁移学习) - 方案B:用通用图像分类+关键词提示("这是油菜叶片,可能是菌核病")测试零样本识别 - 方案C:记录为功能缺口,POC结论中明确需二期开发 3. 甘薯多倍体(B2):六倍体基因型分析复杂,方案: - 将SSR/KASP标记转为显性标记(有/无),二分类处理 - 系谱和GCA分析不受倍性影响,可正常验证 4. 花生:证据库覆盖最少,POC中花生仅做表型统计(PH-006),不做GS/GWAS

R04:MCP技术障碍的应对

具体措施: 1. W3提前预研:在核心能力验证阶段,IT组同步进行MCP技术预研,用FastMCP搭建一个Hello World服务器,确认与神农的连通性 2. 版本锁定:确认神农Studio支持的MCP协议版本和FastMCP版本,严格锁定 3. 降级方案:若MCP对接在W6仍未跑通,启动降级: - 神农分析用本地CSV数据(已提前导出) - 结果回写用SQL脚本手动执行 - MCP对接延期2周,不影响核心分析能力验证 4. 神农团队介入:W6安排神农团队1次远程联合调试(2小时),集中解决MCP问题

R10:分析结果差异的应对

具体措施: 1. 预期管理:POC启动会上向育种专家说明GS精度的文献范围(油菜产量0.3-0.5,株高0.5-0.7),避免不切实际的期望 2. 数据质量先行:A1分析前先做表型数据质量检查(重复力、异常值),数据质量差时先处理再分析 3. 多模型验证:A3多模型对比中,若GBLUP精度低,尝试BayesB(可能更适合有主效QTL的性状) 4. 客观归因:精度低时从三方面分析:数据问题(样本量/标记密度/表型误差)、模型问题(参数/群体结构)、工具问题(实现Bug),不简单归因于工具 5. 专家参与:A1和E1的结果必须由育种专家判定合理性,专家签字确认后才记录为通过


附录:POC执行检查清单

每日检查

每周检查

里程碑检查


文档结束 本方案为POC阶段技术指导文件,执行中可根据实际情况调整用例优先级和时间安排,但核心用例(A1、B1、MCP对接)和整体通过条件不得降低。

附录3:工期排期与风险应对预案

神农育种Studio + 自建业务平台 项目工期人力排期与风险应对预案

项目名称:南充市农业科学院智慧育种平台建设项目 建设模式:神农为分析引擎内核 + 自建业务系统外壳 编制日期:2026年9月 文档版本:V1.0 适用范围:项目全生命周期(启动→上线→试运行)


一、模块级人月估算

1.1 估算标准与假设

开发策略 人月标准(每子模块) 估算依据
直接复用神农 1–2 人月 MCP接口对接 + 结果回写 + 前端嵌入页面 + 联调测试
混合复用 3–6 人月 自建数据管理层 + 前端页面 + 工作流编排 + 神农分析引擎集成 + 联调
必须自建(简单业务) 3–5 人月 数据库设计 + 后端CRUD API + 前端列表/表单页 + 基础测试
必须自建(复杂业务) 6–10 人月 复杂业务逻辑 + 实时/并发处理 + 多表关联 + 可视化 + 性能优化

附加工作量系数(在开发人月基础上叠加):

附加项 比例 说明
项目管理 10% 进度跟踪、沟通协调、风险管理、文档管理
UI/UX设计 8% 原型设计、视觉规范、交互细节、设计走查
测试 12% 单元测试、集成测试、UAT支持、缺陷修复回归
部署运维 5% 环境搭建、CI/CD、部署脚本、运维手册
合计附加 35% 总人月 = 开发人月 × 1.35

1.2 模块1:种质资源管理(7个子模块)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
1.1 种质登记入库 必须自建(简单) 3–4 核心CRUD,含批量导入Excel、条码生成、字段校验
1.2 种质库存管理 必须自建(简单) 3–4 出入库流水、库存预警、库存盘点、多仓库管理
1.3 种质系谱追溯 混合复用 4–5 自建系谱数据结构+可视化树,神农做遗传分析引擎
1.4 种质鉴定评价 混合复用 4–6 自建鉴定记录管理,神农做性状数据分析与评价模型
1.5 种质分发共享 必须自建(简单) 2–3 申请审批流、分发记录、共享协议管理
1.6 种质统计报表 必须自建(简单) 3–4 多维统计图表、报表导出、自定义筛选
1.7 种质智能推荐 直接复用 1–2 神农推荐算法嵌入,MCP传参+结果展示页
合计 20–28 开发人月

模块合计(含35%附加):27–38 人月


1.3 模块2:田间育种管理(13个子模块)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
2.1 试验设计 混合复用 4–6 自建试验方案管理,神农做随机区组/拉丁方设计引擎
2.2 小区规划与制图 必须自建(简单) 3–5 小区编号、地块分布图、打印输出
2.3 种植计划管理 必须自建(简单) 3–4 种植日历、材料分配、任务派发
2.4 田间数据采集(移动端) 必须自建(复杂) 6–8 移动端H5/小程序、离线采集、照片上传、GPS定位
2.5 性状调查记录 必须自建(简单) 3–5 动态性状表单、批量录入、历史数据对比
2.6 杂交组合管理 必须自建(简单) 3–4 亲本配对、杂交记录、后代追踪
2.7 世代推进管理 必须自建(简单) 3–4 世代编号规则、材料流转、选种留种记录
2.8 田间选种决策 直接复用 1–2 神农选种模型嵌入,结果回写至田间系统
2.9 产量预测分析 混合复用 3–5 自建产量数据管理,神农做预测模型
2.10 田间影像管理 必须自建(简单) 2–3 照片上传、分类标注、与小区关联
2.11 气象数据关联 必须自建(简单) 2–3 气象API对接、数据存储、与试验数据关联展示
2.12 田间作业记录 必须自建(简单) 2–3 施肥/灌溉/病虫害防治记录、作业日历
2.13 育种材料溯源 必须自建(简单) 3–4 全链路追溯(杂交→世代→品系),二维码
合计 38–56 开发人月

模块合计(含35%附加):51–76 人月


1.4 模块3:AI决策支持(9个子模块,5个直接复用)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
3.1 亲本组配推荐 直接复用 1–2 神农组配算法,MCP传参+前端结果页
3.2 育种值预测 直接复用 1–2 神农GS模型嵌入,结果可视化
3.3 选择指数计算 直接复用 1–2 神农指数计算,权重配置页+结果展示
3.4 遗传进度评估 直接复用 1–2 神农分析引擎,趋势图展示
3.5 品种适应性分析 直接复用 1–2 神农GGE双标图等,结果嵌入
3.6 决策报告自动生成 混合复用 3–5 自建报告模板引擎,神农分析结果填充+导出PDF
3.7 多目标优化决策 混合复用 4–6 自建约束条件管理,神农优化引擎+帕累托前沿展示
3.8 决策追溯与审计 必须自建(简单) 3–4 决策日志、参数快照、人工批注、审计查询
3.9 人工干预审核流 必须自建(简单) 3–4 AI建议→专家审核→确认/驳回工作流
合计 18–29 开发人月

模块合计(含35%附加):24–39 人月


1.5 模块4:育种驾驶舱(6个子模块,全部必须自建,复杂)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
4.1 育种全局概览大屏 必须自建(复杂) 7–9 多维度数据聚合、实时刷新、大屏适配、ECharts深度定制
4.2 项目进度监控 必须自建(简单) 4–5 甘特图集成、里程碑跟踪、延期预警
4.3 资源利用率分析 必须自建(简单) 4–5 人力/土地/设备利用率统计、趋势分析
4.4 成果产出统计 必须自建(简单) 4–5 品种/论文/专利/标准产出统计、对比分析
4.5 决策支持面板 必须自建(复杂) 6–8 集成AI决策结果、关键指标卡片、下钻分析
4.6 自定义报表设计器 必须自建(复杂) 6–8 拖拽式报表设计、数据源绑定、模板保存、定时推送
合计 31–40 开发人月

模块合计(含35%附加):42–54 人月


1.6 模块5:数据质量治理(6个子模块,1个直接复用)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
5.1 数据校验规则引擎 必须自建(简单) 3–4 规则配置、执行引擎、校验报告
5.2 数据清洗工具 必须自建(简单) 4–5 去重、格式统一、批量修正、清洗日志
5.3 缺失值处理 必须自建(简单) 3–4 缺失统计、多种填充策略、人工补录界面
5.4 异常值智能检测 直接复用 1–2 神农异常检测算法,结果标注+人工确认
5.5 数据标准化管理 必须自建(简单) 3–5 术语标准、编码规范、映射表、转换工具
5.6 数据质量报告 必须自建(简单) 3–4 质量评分、趋势监控、问题清单导出
合计 17–24 开发人月

模块合计(含35%附加):23–32 人月


1.7 模块6:系统管理(7个子模块,全部必须自建)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
6.1 用户管理 必须自建(简单) 3–4 用户CRUD、导入导出、状态管理、密码策略
6.2 角色与权限(RBAC) 必须自建(简单) 4–5 角色管理、菜单/按钮/数据三级权限、权限继承
6.3 组织架构管理 必须自建(简单) 2–3 部门树、人员归属、多机构支持
6.4 操作日志与审计 必须自建(简单) 3–4 全操作留痕、日志查询、审计报表、日志归档
6.5 系统参数配置 必须自建(简单) 2–3 参数分组、动态配置、配置版本
6.6 消息通知中心 必须自建(简单) 3–4 站内信、邮件、短信通道、通知模板、订阅管理
6.7 数据备份与恢复 必须自建(简单) 3–4 自动备份策略、备份管理、恢复演练、异地备份
合计 20–27 开发人月

模块合计(含35%附加):27–36 人月


1.8 模块7:AI中台(8个子模块,1个直接复用)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
7.1 模型仓库管理 必须自建(简单) 4–5 模型注册、元数据管理、模型卡片、版本管理
7.2 训练任务调度 必须自建(复杂) 5–7 任务队列、GPU资源调度、训练监控、断点续训
7.3 模型版本控制 必须自建(简单) 3–4 版本对比、回滚、模型 lineage
7.4 模型评估与对比 混合复用 3–5 自建评估框架,神农评估指标+对比报告
7.5 推理服务管理 必须自建(复杂) 5–7 模型部署、API网关、限流熔断、推理日志
7.6 算力资源监控 必须自建(简单) 3–4 GPU/CPU/内存监控、利用率报表、配额管理
7.7 数据标注平台 必须自建(复杂) 5–7 标注任务管理、标注工具、质检流程、标注统计
7.8 MCP网关服务 直接复用 1–2 神农MCP协议适配、请求路由、结果缓存
合计 29–41 开发人月

模块合计(含35%附加):39–55 人月


1.9 模块8:GS基因组选择育种值(6个子模块,全部直接复用)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
8.1 表型数据预处理 直接复用 1–2 神农预处理流程,数据上传+参数配置页
8.2 基因型数据导入 直接复用 1–2 神农基因型格式解析,VCF/PLINK导入+校验
8.3 GS模型训练(GBLUP/RRBLUP/Bayes) 直接复用 1–2 神农模型训练,算法选择+参数配置+进度展示
8.4 育种值(GEBV)计算 直接复用 1–2 神农计算引擎,结果列表+排序+导出
8.5 交叉验证与精度评估 直接复用 1–2 神农验证流程,精度指标+折线图
8.6 选择响应与结果可视化 直接复用 1–2 神农可视化,结果嵌入平台+报告导出
合计 6–12 开发人月

模块合计(含35%附加):8–16 人月


1.10 模块9:表型AI(5个子模块,2个直接复用)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
9.1 图像采集与管理 必须自建(简单) 3–4 图像上传、批量管理、与材料/小区关联、元数据
9.2 图像预处理(分割/增强) 直接复用 1–2 神农图像处理,参数配置+前后对比展示
9.3 性状自动识别 直接复用 1–2 神农识别模型,任务提交+结果标注展示
9.4 表型数据提取与结构化 混合复用 3–5 自建结构化存储,神农提取结果解析+入库+质检
9.5 表型模型训练与优化 混合复用 4–6 自建训练数据管理,神农迁移学习+模型评估
合计 12–19 开发人月

模块合计(含35%附加):16–26 人月


1.11 模块10:生信分析流水线(5个子模块,4个直接复用)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
10.1 测序数据导入与管理 直接复用 1–2 神农FASTQ/BAM导入,样本管理+质量概览
10.2 测序质量控制(QC) 直接复用 1–2 神农QC流程,FastQC结果+报告
10.3 变异检测(SNP/InDel) 直接复用 1–2 神农GATK流程,参数配置+VCF结果管理
10.4 GWAS全基因组关联分析 直接复用 1–2 神农GWAS,曼哈顿图/QQ图+显著位点列表
10.5 结果注释与可视化 混合复用 3–5 自建注释数据库,神农注释+区域图+基因详情
合计 7–13 开发人月

模块合计(含35%附加):9–18 人月


1.12 模块11:数据资产中心(5个子模块,全部必须自建)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
11.1 数据目录与元数据 必须自建(简单) 4–6 数据资产编目、元数据采集、分类标签、检索
11.2 数据血缘追踪 必须自建(复杂) 5–7 血缘关系采集、血缘图谱可视化、影响分析
11.3 数据标准管理 必须自建(简单) 3–5 标准制定、标准映射、合规检查、标准版本
11.4 数据共享与交换 必须自建(简单) 4–6 数据API、共享审批、数据脱敏、交换日志
11.5 数据资产盘点与估值 必须自建(简单) 3–4 资产统计、质量评分、使用热度、资产报告
合计 19–28 开发人月

模块合计(含35%附加):26–38 人月


1.13 模块12:MAS分子标记辅助育种(4个子模块,2个直接复用)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
12.1 分子标记管理 必须自建(简单) 3–4 标记库、标记信息、引物管理、标记查询
12.2 标记筛选与关联 直接复用 1–2 神农标记筛选,结果展示+标记选择
12.3 背景选择分析 直接复用 1–2 神农背景回复率计算,结果可视化
12.4 MAS选择方案生成 混合复用 3–5 自建方案管理,神农分析+方案推荐+报告
合计 8–13 开发人月

模块合计(含35%附加):11–18 人月


1.14 模块13:成果管理(1个子模块,必须自建)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
13.1 品种权/论文/专利/标准全管理 必须自建(简单) 4–6 四类成果CRUD、关联育种材料、成果统计、申报流程
合计 4–6 开发人月

模块合计(含35%附加):5–8 人月


1.15 模块14:物联网接入(3个子模块,全部必须自建,复杂)

序号 子模块名称 开发策略 人月估算 估算依据
14.1 设备接入与管理 必须自建(复杂) 6–8 多协议适配(MQTT/Modbus/HTTP)、设备注册、设备影子、OTA升级
14.2 实时数据采集与存储 必须自建(复杂) 5–7 时序数据库、实时数据流、数据降采样、高并发写入
14.3 环境监控与智能预警 必须自建(简单) 4–6 阈值规则引擎、预警通知、历史曲线、联动控制
合计 15–21 开发人月

模块合计(含35%附加):20–28 人月


1.16 14模块人月汇总表

模块编号 模块名称 子模块数 直接复用 混合复用 必须自建 开发人月(区间) 含附加人月(区间)
M1 种质资源管理 7 1 2 4 20–28 27–38
M2 田间育种管理 13 1 2 10 38–56 51–76
M3 AI决策支持 9 5 2 2 18–29 24–39
M4 育种驾驶舱 6 0 0 6 31–40 42–54
M5 数据质量治理 6 1 0 5 17–24 23–32
M6 系统管理 7 0 0 7 20–27 27–36
M7 AI中台 8 1 1 6 29–41 39–55
M8 GS育种值 6 6 0 0 6–12 8–16
M9 表型AI 5 2 2 1 12–19 16–26
M10 生信流水线 5 4 1 0 7–13 9–18
M11 数据资产中心 5 0 0 5 19–28 26–38
M12 MAS分子标记 4 2 1 1 8–13 11–18
M13 成果管理 1 0 0 1 4–6 5–8
M14 物联网接入 3 0 0 3 15–21 20–28
合计 80 23 11 46 244–357 328–482

说明:按用户给定分类(直接复用18/混合复用15/必须自建47),部分子模块在穿透分析中存在策略边界模糊,本表以实际开发工作量为准进行归类。直接复用类中含部分轻量前端开发,混合复用类中神农引擎占比不同导致区间差异。

1.17 总人月与工期折算

指标 低值 高值 说明
开发人月 244 357 80个子模块纯开发工作量
附加工作量(35%) 85 125 项目管理+UI+测试+运维
总人月 329 482 全量80子模块完整交付
6人团队折算工期 55月 80月 全量交付需5–7年,不现实
一期范围(约55个子模块) 195 280 核心业务+AI集成+基础管理
一期6人团队工期 33月 47月 仍偏长,需优化

关键结论与工期策略:

全量80子模块(329–482人月)无法在12个月内由6人团队完成。必须采取分期交付策略:

交付阶段 时间 覆盖模块 子模块数 估算人月 6人团队工期
一期(核心上线) 第1–9月 M1种质、M2田间、M3 AI决策、M6系统管理、M8 GS、M5数据质量(基础)、M4驾驶舱(基础版) ~48 175–250 29–42月→需扩至8–10人
二期(能力增强) 第10–15月 M7 AI中台、M9表型AI、M10生信、M12 MAS、M4驾驶舱(完整版)、M11数据资产 ~22 110–165 14–21月(6人)
三期(生态拓展) 第16–18月 M13成果、M14物联网、外部平台对接、作物定制技能 ~10 44–67 7–11月(6人)

推荐团队配置与工期:

预算估算:按混合人月成本2.8万(初级1.5/中级2.5/高级3.5/架构师4.5加权),一期约175–250人月 × 2.8万 = 490–700万元;全三期约329–482人月 × 2.8万 = 921–1,350万元。


二、工作分解结构(WBS)

2.1 阶段0:项目启动与准备

WBS编号 工作包名称 负责角色 工期(周) 前置依赖 交付物
0.1 项目章程与立项审批 甲方负责人+PM 1 — 项目章程、立项批复
0.2 需求调研与确认(14模块) PM+架构师+育种专家 3 0.1 需求规格说明书SRS
0.3 第三方团队组建与合同签订 甲方+PM 2 0.1 开发合同、团队名单
0.4 技术架构设计与评审 架构师 2 0.2 架构设计文档、技术选型报告
0.5 开发/测试/生产环境搭建 架构师+后端 2 0.3 环境就绪报告、服务器清单
0.6 UI/UX设计规范与原型 UI设计师 3 0.2 设计规范、核心页面原型
0.7 神农软件采购与授权 甲方+PM 2 0.1 神农授权书、安装介质

2.2 阶段1:神农部署与POC验证

WBS编号 工作包名称 负责角色 工期(周) 前置依赖 交付物
1.1 神农桌面端安装与配置 架构师+神农支持 1 0.5, 0.7 神农运行环境、配置文档
1.2 院内历史育种数据整理(4作物) 育种专家+数据工程师 4 0.2 标准化数据集(油菜/大豆/甘薯/花生)
1.3 POC测试用例设计(≥12个) 育种专家+测试 1 1.1 POC测试用例文档
1.4 POC用例执行与结果记录 育种专家+架构师 3 1.2, 1.3 POC测试记录、分析结果
1.5 MCP接口原型开发与验证 架构师+后端 3 1.1 MCP原型代码、接口文档
1.6 4作物分析精度评估 育种专家 2 1.4 作物精度评估报告
1.7 POC总结报告与技术路线决策 PM+架构师+甲方 1 1.4, 1.5, 1.6 POC报告、Go/No-Go决策纪要

2.3 阶段2:核心业务系统自建

WBS编号 工作包名称 负责角色 工期(周) 前置依赖 交付物
2.1 数据库设计与基础框架搭建 架构师+后端 2 1.7 数据库设计文档、项目脚手架
2.2 系统管理模块开发(M6) 后端+前端 6 2.1 用户/角色/权限/日志模块
2.3 种质资源管理平台开发(M1) 后端+前端 8 2.1, 2.2 种质登记/库存/系谱/鉴定模块
2.4 田间育种管理平台开发(M2) 后端+前端 10 2.1, 2.2 试验设计/田间采集/性状调查/杂交管理
2.5 田间移动端数据采集开发 前端+后端 6 2.4 H5/小程序田间采集端
2.6 MCP服务器开发(任务队列架构) 架构师+后端 6 1.5, 2.1 MCP服务器、任务调度系统
2.7 数据质量基础工具开发(M5) 后端 4 2.1 校验规则/清洗工具/标准化
2.8 核心业务系统集成测试 测试 3 2.3, 2.4, 2.5 集成测试报告、缺陷清单

2.4 阶段3:AI决策层集成

WBS编号 工作包名称 负责角色 工期(周) 前置依赖 交付物
3.1 GS育种值模块集成(M8) 后端+前端 4 2.6, 2.3 GS全流程嵌入平台
3.2 GWAS与生信基础集成(M10) 后端+前端 3 2.6 GWAS分析流水线
3.3 AI决策支持模块集成(M3) 后端+前端 5 3.1, 3.2 亲本组配/选择指数/决策报告
3.4 MAS分子标记模块集成(M12) 后端+前端 3 2.6, 3.1 标记管理/背景选择/MAS方案
3.5 育种驾驶舱基础版开发(M4) 前端+后端 6 2.3, 2.4, 3.3 全局概览/进度监控/基础报表
3.6 AI审核工作流开发 后端+前端 3 3.3 AI建议→专家审核工作流
3.7 AI决策层集成测试 测试 3 3.1–3.6 集成测试报告

2.5 阶段4:高级能力与生态对接

WBS编号 工作包名称 负责角色 工期(周) 前置依赖 交付物
4.1 AI中台核心开发(M7) 后端+架构师 8 3.1 模型仓库/训练调度/推理服务
4.2 表型AI引擎集成(M9) 后端+前端 5 4.1 图像采集/性状识别/表型提取
4.3 生信流水线完善(M10注释) 后端 3 3.2 变异注释/区域可视化
4.4 数据资产中心开发(M11) 后端+前端 6 2.7 数据目录/血缘/标准/共享
4.5 物联网设备接入开发(M14) 后端+架构师 7 2.1 设备管理/实时采集/环境预警
4.6 成果管理模块开发(M13) 后端+前端 3 2.3 品种权/论文/专利管理
4.7 驾驶舱完整版开发(M4增强) 前端+后端 4 3.5, 4.4 自定义报表/决策面板/下钻分析
4.8 4种作物定制技能开发 育种专家+后端 8 3.3 油菜/大豆/甘薯/花生技能包
4.9 外部平台对接(国家育种平台等) 后端 4 2.3 数据交换接口、同步机制

2.6 阶段5:测试验收与上线

WBS编号 工作包名称 负责角色 工期(周) 前置依赖 交付物
5.1 全系统集成测试 测试+全体 3 阶段2–4 集成测试报告
5.2 性能测试与优化 架构师+后端 2 5.1 性能测试报告、优化记录
5.3 安全测评与等保整改 安全专家+后端 6 5.1 等保测评报告、整改完成证明
5.4 UAT用户验收测试 甲方育种人员+测试 3 5.1 UAT测试报告、验收签字
5.5 用户培训(管理员+科研人员) PM+培训师 2 5.4 培训教材、培训记录、考核结果
5.6 生产环境部署与数据迁移 架构师+后端 1 5.3, 5.4 部署手册、上线检查表
5.7 系统上线与试运行 全体+甲方 4 5.6 上线报告、试运行日志
5.8 项目验收与交付 PM+甲方 1 5.7 验收报告、全套交付文档

三、关键路径与依赖关系

3.1 关键路径识别

关键路径(最长依赖链,决定项目最短工期):

项目启动(0.1) → 需求确认(0.2) → 架构设计(0.4) → 环境搭建(0.5)
→ 神农部署(1.1) → 数据整理(1.2) → POC执行(1.4) → POC决策(1.7)
→ 数据库设计(2.1) → 系统管理(2.2) → 田间育种(2.4)
→ MCP服务器(2.6) → GS集成(3.1) → AI决策(3.3)
→ 驾驶舱(3.5) → 集成测试(5.1) → 等保测评(5.3)
→ UAT(5.4) → 培训(5.5) → 上线(5.6) → 试运行(5.7) → 验收(5.8)

关键路径工期估算:约42–48周(10.5–12个月),覆盖一期核心范围。

非关键路径(可并行/有浮动时间): - 种质管理(M1):与田间管理并行,浮动约2周 - 移动端开发:依赖田间管理后端API,浮动约3周 - 数据质量工具:可与核心业务并行,浮动约4周 - 表型AI/生信/物联网:属于二期范围,不影响一期上线 - 作物定制技能:长期迭代,不阻塞上线

3.2 依赖关系表

任务编号 任务名称 前置任务 后续任务 依赖类型 可否并行
0.2 需求确认 0.1 0.4, 0.6, 1.2 完成-开始 否
0.4 架构设计 0.2 0.5, 2.1 完成-开始 否
1.2 数据整理 0.2 1.4 完成-开始 与0.3/0.4并行
1.5 MCP原型 1.1 2.6 完成-开始 与1.4并行
1.7 POC决策 1.4,1.5,1.6 2.1 完成-开始 否(关键决策点)
2.2 系统管理 2.1 2.3, 2.4 完成-开始 否
2.3 种质管理 2.2 3.5, 4.6 完成-开始 与2.4并行
2.4 田间管理 2.2 2.5, 3.5 完成-开始 与2.3并行
2.6 MCP服务器 1.5, 2.1 3.1, 3.2, 3.4 完成-开始 与2.3/2.4并行
3.1 GS集成 2.6, 2.3 3.3, 3.4 完成-开始 与3.2并行
3.3 AI决策 3.1, 3.2 3.5, 3.6 完成-开始 否
3.5 驾驶舱 2.3, 2.4, 3.3 5.1 完成-开始 否
5.3 等保测评 5.1 5.6 完成-开始 与5.4并行(部分)
5.7 试运行 5.6 5.8 完成-开始 否

3.3 关键里程碑列表

里程碑编号 里程碑名称 计划完成 验收标准 交付物
M1 项目正式启动 第1月末 项目章程批准、团队到位、合同签订 项目章程、合同
M2 需求与架构基线确认 第2月末 SRS评审通过、架构设计评审通过 SRS、架构文档
M3 神农POC验证完成 第3月末 ≥12个测试用例执行完毕、MCP原型验证成功、4作物精度评估完成、Go决策 POC报告
M4 核心业务系统Alpha版 第6月末 种质+田间+系统管理模块功能完成、内部测试通过 Alpha版本
M5 MCP服务器与AI集成就绪 第7月末 MCP任务队列稳定运行、GS/GWAS可通过平台调用 MCP服务器、AI模块
M6 AI决策层与驾驶舱Beta版 第9月末 AI决策全流程贯通、驾驶舱基础版可用、端到端测试通过 Beta版本
M7 全系统集成测试完成 第10月末 集成测试通过率≥95%、P0/P1缺陷清零 集成测试报告
M8 等保测评通过 第11月末 等保2.0三级测评通过、整改完成 等保报告
M9 UAT验收通过 第11月末 用户验收测试通过、关键用户签字确认 UAT报告
M10 系统正式上线 第12月末 生产环境部署完成、数据迁移验证、培训完成 上线报告
M11 试运行稳定运行 第13月末 连续4周无P0故障、用户满意度≥80% 试运行报告
M12 项目终验 第14月末 全部交付物移交、尾款支付条件满足 验收报告

3.4 可并行工作包识别

并行组 包含工作包 并行窗口 资源需求 节省工期
并行组A 0.3合同签订 + 0.4架构设计 + 0.6 UI设计 第2–4周 PM+架构师+UI 约1周
并行组B 1.2数据整理 + 1.5 MCP原型 + 1.3用例设计 第5–8周 育种专家+架构师+测试 约2周
并行组C 2.3种质管理 + 2.4田间管理 + 2.6 MCP服务器 + 2.7数据质量 第11–20周 3后端+2前端+架构师 约4周
并行组D 3.1 GS集成 + 3.2 GWAS集成 + 3.4 MAS集成 第21–24周 2后端+1前端 约2周
并行组E 5.3等保测评 + 5.4 UAT测试 第38–42周 安全+测试+甲方 约2周
并行组F 4.1 AI中台 + 4.5物联网 + 4.4数据资产(二期) 第25–35周 3后端+1前端 约5周

最大并行度说明:第4–7月(核心开发期)为资源峰值,需8–10人同时投入。通过上述并行优化,一期工期可从理论48周压缩至约42周(10.5个月),为测试和上线预留缓冲。


四、甘特图与里程碑表

4.1 甘特图数据表(按月度)

任务名称 开始月 结束月 持续月 所属阶段 依赖任务
项目启动与立项 1 1 1 阶段0 —
需求调研与确认 1 2 1.5 阶段0 项目启动
团队组建与合同 1 2 1 阶段0 项目启动
架构设计与评审 2 2 0.5 阶段0 需求确认
环境搭建 2 3 1 阶段0 架构设计
UI设计规范与原型 2 3 1.5 阶段0 需求确认
神农部署与配置 3 3 0.5 阶段1 环境搭建
育种数据整理(4作物) 2 4 2 阶段1 需求确认
POC测试用例设计与执行 3 4 1.5 阶段1 神农部署,数据整理
MCP原型开发验证 3 4 1.5 阶段1 神农部署
POC总结与决策 4 4 0.5 阶段1 POC执行,MCP原型
数据库设计与框架搭建 4 5 0.5 阶段2 POC决策
系统管理模块开发 5 6 1.5 阶段2 数据库设计
种质资源管理开发 5 7 2.5 阶段2 系统管理
田间育种管理开发 5 8 3 阶段2 系统管理
田间移动端开发 7 8 1.5 阶段2 田间管理后端
MCP服务器开发 5 7 2 阶段2 MCP原型,数据库设计
数据质量基础工具 6 7 1.5 阶段2 数据库设计
核心业务集成测试 8 8 0.5 阶段2 种质,田间,移动端
GS育种值模块集成 7 8 1.5 阶段3 MCP服务器,种质
GWAS与生信基础集成 7 8 1 阶段3 MCP服务器
AI决策支持模块集成 8 9 1.5 阶段3 GS集成,GWAS集成
MAS分子标记集成 8 9 1 阶段3 MCP服务器,GS集成
育种驾驶舱基础版 8 10 2 阶段3 种质,田间,AI决策
AI审核工作流 9 10 1 阶段3 AI决策
AI决策层集成测试 10 10 0.5 阶段3 全部AI模块
AI中台开发(二期) 9 12 3.5 阶段4 GS集成
表型AI引擎集成(二期) 11 12 1.5 阶段4 AI中台
数据资产中心(二期) 10 12 2.5 阶段4 数据质量
物联网接入(二期) 10 12 3 阶段4 数据库设计
成果管理模块 9 10 1 阶段4 种质管理
驾驶舱完整版(二期) 11 13 2 阶段4 驾驶舱基础,数据资产
4作物定制技能 9 14 5 阶段4 AI决策
外部平台对接 11 12 1.5 阶段4 种质管理
全系统集成测试 10 11 1 阶段5 一期全部模块
性能测试与优化 11 11 0.5 阶段5 集成测试
等保测评与整改 10 12 2.5 阶段5 集成测试
UAT用户验收测试 11 12 1 阶段5 集成测试
用户培训 12 12 0.5 阶段5 UAT
生产部署与数据迁移 12 12 0.5 阶段5 等保,UAT
系统上线 12 12 0.5 阶段5 部署,培训
试运行 12 13 1.5 阶段5 上线
项目终验 13 13 0.5 阶段5 试运行

4.2 里程碑表

编号 里程碑名称 计划完成 验收标准 交付物 责任方
MS-01 项目启动 第1月末 章程批准、团队到位、合同生效 项目章程、合同 甲方+PM
MS-02 需求基线 第2月末 SRS评审签字、范围确认 需求规格说明书 甲方+PM
MS-03 POC验证通过 第4月末 12+用例通过、MCP验证成功、Go决策 POC报告 架构师+育种专家
MS-04 核心业务Alpha 第7月末 种质/田间/系统管理功能完成、内测通过 Alpha版 开发团队
MS-05 AI集成就绪 第8月末 GS/GWAS/AI决策平台可调用、MCP稳定 AI模块集成版 后端+架构师
MS-06 Beta版发布 第10月末 端到端流程贯通、驾驶舱可用 Beta版 开发团队
MS-07 集成测试通过 第11月末 通过率≥95%、P0/P1清零 测试报告 测试
MS-08 等保三级通过 第12月末 测评通过、整改完成 等保报告 安全+后端
MS-09 UAT验收 第12月末 用户签字、关键场景验证通过 UAT报告 甲方+测试
MS-10 系统上线 第12月末 生产部署完成、数据迁移验证 上线报告 架构师+甲方
MS-11 试运行结束 第13月末 连续4周稳定、满意度≥80% 试运行报告 PM+甲方
MS-12 项目终验 第14月末 交付物齐全、验收签字 验收报告 甲方+PM

五、人力资源计划

5.1 各阶段人力投入曲线(按角色,单位:人天/月)

阶段 月份 项目经理 架构师 后端开发 前端开发 测试工程师 育种专家 合计人天
阶段0 第1月 18 10 5 5 0 10 48
阶段0 第2月 18 18 8 15 0 15 74
阶段1 第3月 15 20 10 5 8 20 78
阶段1 第4月 15 18 15 5 10 18 81
阶段2 第5月 15 15 45 30 5 8 118
阶段2 第6月 15 10 55 40 10 8 138
阶段2 第7月 15 15 55 40 15 10 150
阶段2 第8月 15 10 50 35 20 8 138
阶段3 第9月 15 15 45 35 15 12 137
阶段3 第10月 15 10 35 30 25 10 125
阶段5 第11月 18 10 20 10 30 15 103
阶段5 第12月 18 15 15 10 15 15 88
试运行 第13月 15 5 10 5 10 10 55

说明:每月按22个工作日计算。峰值出现在第6–8月(138–150人天/月),折合6.3–6.8人全职投入,加上育种专家和甲方配合,实际现场约8–10人。

5.2 关键人员需求

5.2.1 育种专家深度参与节点

阶段 参与内容 投入人天 参与方式
需求调研 14模块业务流程梳理、性状标准确认 30人天 集中访谈+ workshops
数据整理 4作物历史数据清洗、标准化、质量审核 40人天 全职投入2个月
POC验证 测试用例设计、结果评判、精度评估 25人天 每周3–4天
核心业务开发 种质/田间字段确认、业务规则评审 20人天 每周1–2天评审
AI集成 GS参数确认、决策逻辑审核、作物技能定义 25人天 关键节点集中
UAT测试 验收用例执行、业务场景验证 20人天 全职2–3周
作物技能开发 4作物性状标准、试验模板、分析参数 30人天 分作物迭代
合计 190人天 约0.9人年

建议:指定2–3名核心育种专家(油菜/大豆各1名,甘薯/花生共用1名)作为业务负责人,全程参与。其中数据整理阶段需额外动员各课题组协助。

5.2.2 神农团队支持需求

阶段 支持内容 预计人天 触发条件
神农部署 安装指导、License激活、环境配置 3人天 阶段1开始
MCP对接 接口文档答疑、联调支持、Bug修复 10人天 MCP原型开发期间
POC技术支持 分析参数指导、结果解读、问题排查 8人天 POC执行期间
作物技能共创 4作物证据库补充、模型微调指导 15人天 阶段4作物技能开发
版本升级 新版本兼容测试、接口变更适配 5人天/次 神农发版时
合计 41人天(不含不定期)

建议:合同中明确神农厂商的技术响应SLA(P0问题4小时响应、24小时解决),并预留每年10–15人天的技术支持工时。

5.3 院内配合人员需求

配合事项 参与人员 投入人天 时间窗口 产出
需求确认与评审 各课题组负责人(5–8人) 每人5–8天 第1–2月 需求确认签字
历史数据整理 各课题组科研助理(4–6人) 每人15–20天 第2–4月 标准化数据集
基础数据录入 科研助理(2–3人) 每人10–15天 第5–7月 种质/田间初始数据
UAT测试 核心用户(8–10人) 每人5–8天 第11–12月 UAT测试报告
培训参与 全体科研人员(50–80人) 每人2天 第12月 培训考核
试运行反馈 核心用户(10–15人) 每人2–3天 第12–13月 反馈清单
院内合计 约350–500人天

5.4 培训计划

培训批次 时间 培训对象 培训内容 时长 培训方式 考核方式
第1批:管理员培训 第11月 系统管理员(2–3人) 系统配置、用户权限、日志审计、备份恢复、故障排查 2天 线下实操 操作考核
第2批:核心用户培训 第12月 课题组负责人+科研助理(15–20人) 种质登记、田间数据采集、AI决策使用、报告生成 1.5天 线下+实操 场景测试
第3批:全员培训 第12月 全体科研人员(50–80人) 平台概览、基础操作、数据查询、常见问题 0.5天 线下宣讲 签到+问卷
第4批:AI高级功能 第13月 有GS/生信需求的科研人员(10–15人) GS分析流程、GWAS操作、参数调优、结果解读 1天 线下工作坊 案例实操
持续:在线支持 第13月+ 全体用户 操作视频、FAQ、在线答疑 持续 视频+文档 —

六、风险应对预案

风险1:神农是桌面端,不是SaaS/Web服务

项目 内容
风险编号 R-01
风险描述 神农运行在个人电脑桌面端,不能直接作为后端微服务被Web平台调用,嵌入Web平台存在技术架构障碍
概率 高
影响 高
风险等级 极高(红色)

应对措施:

策略 具体措施 时间节点 责任人
预防 POC阶段重点验证MCP对接稳定性,设计3种调用模式(同步/异步/批量),每种执行≥10次压力测试 第3–4月 架构师
缓解(主方案) 采用"MCP服务器+任务队列"架构:Web平台提交分析任务→任务队列(Redis/RabbitMQ)→神农桌面端消费任务→结果回写数据库→前端轮询/WebSocket通知 第5–7月开发,第8月上线 架构师+后端
备选方案A 如MCP不稳定,采用远程桌面方案:院内部署1–2台专用分析工作站,多用户通过远程桌面(Guacamole/RDP)访问集中部署的神农,数据通过共享存储交换 触发后2周内搭建 架构师
备选方案B 等待神农推出服务器版/SaaS版,期间先用桌面端+人工导出导入方式过渡 持续跟踪 PM
降级方案 一期仅做结果展示层集成(神农分析后手动导入结果到平台),二期再做自动化对接 第8月决策 PM+甲方

触发条件: - POC阶段MCP连续3次调用失败率>20% - 神农团队确认MCP协议存在未修复的严重Bug且30天内无法解决 - 并发调用时神农桌面端崩溃或数据丢失

应急预案启动流程: 1. 架构师24小时内出具技术评估报告 2. PM组织甲方+神农团队召开紧急会议(48小时内) 3. 决策选择备选方案A或降级方案 4. 调整项目计划,更新WBS和甘特图(1周内) 5. 通知所有干系人


风险2:多用户并发与数据隔离

项目 内容
风险编号 R-02
风险描述 神农是单用户桌面应用,不支持多人同时分析,多用户并发时任务排队/冲突,数据隔离困难
概率 高
影响 中高
风险等级 高(橙色)

应对措施:

方案 描述 成本 隔离性 并发能力 适用场景
方案A:每人部署一份 每个分析用户部署一份神农(N个授权),数据通过共享存储/MCP访问 高(N×License) 好 N个并行 分析用户≤5人
方案B:专用工作站分时 部署1–2台专用分析工作站,开发任务调度系统,用户排队分时使用 低 中(靠调度) 1–2个并行 分析任务不密集
方案C:神农一体机 采购神农服务器版/一体机(如有),集中部署多实例 中高 好 取决于配置 神农推出服务器版后

推荐策略:一期采用方案B(2台专用工作站+任务调度),二期根据使用量评估是否升级到方案A或C。

具体措施:

措施 说明 时间节点 责任人
任务调度系统开发 分析任务排队、优先级设置、超时管理、任务状态可视化 第5–7月 后端
MCP服务器权限控制 每个用户只能访问自己权限范围内的数据集和分析结果 第5–7月 后端
数据隔离实现 按课题组/项目隔离数据目录,MCP调用时注入用户上下文 第6–7月 架构师
并发监控告警 监控任务队列长度,排队>5时告警管理员 第7月 后端
使用量统计分析 记录分析任务频率,为二期扩容决策提供数据 第8月起持续 后端

触发条件: - 日均分析任务>10个且平均等待时间>30分钟 - 出现数据越权访问事件 - 用户投诉排队等待严重(月投诉≥3次)


风险3:作物覆盖度不足

项目 内容
风险编号 R-03
风险描述 神农证据库偏重水稻/小麦/玉米,对油菜/大豆/甘薯/花生的性状标准、参考数据、预训练模型覆盖不足,导致分析精度不达标
概率 高
影响 中
风险等级 中高(橙色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
POC量化评估 用本院4作物真实数据执行POC,与传统分析结果对比,量化精度差距(相关系数、排名一致性) 第3–4月 育种专家
作物定制技能开发 使用skill-creator创建4种作物定制技能:性状标准字典、试验设计模板、分析参数预设、结果解读规则 第9–14月(分作物迭代) 育种专家+后端
优先级排序 先做油菜和大豆(数据积累多、神农支持相对好),再做甘薯和花生 第9月油菜/大豆,第12月甘薯/花生 育种专家
联合开发合作 与神农团队签订联合开发协议,将本院4作物数据贡献到证据库,换取定制化支持 第5月前签署 甲方+PM
人工校验机制 AI分析结果必须经育种专家人工确认后方可用于决策,建立"AI建议+专家审核"双轨制 第9月起 育种专家
持续优化机制 每季度更新作物技能包,根据使用反馈迭代参数和模板 每季度 育种专家

作物技能开发内容:

作物 性状标准 试验模板 分析参数 预计人天
油菜 含油量、油酸、硫苷、菌核病抗性等20+性状 冬油菜区域试验、品比试验 GS模型参数、GWAS阈值 8人天
大豆 蛋白质、脂肪、百粒重、倒伏性等18+性状 春大豆/夏大豆试验 同上+生育期参数 8人天
甘薯 淀粉含量、薯形、蔓长、黑斑病等15+性状 甘薯品比试验、区域试验 无性繁殖作物特殊参数 6人天
花生 含油量、蛋白质、荚果大小、锈病等16+性状 花生区域试验 同上 6人天

触发条件: - POC阶段某作物分析精度(排名相关性)<0.6 - 用户反馈AI推荐结果与经验判断严重不符(≥3次/月) - 某作物连续2个季度无精度提升


风险4:agrifood-platform连接异常

项目 内容
风险编号 R-04
风险描述 产品手册中农食平台(市场价格、种植面积预测)显示连接异常,宏观经济决策支持功能不可用
概率 中
影响 低
风险等级 低(黄色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
状态确认 联系神农团队确认该模块当前状态、修复计划和预计可用时间 第1月 PM
一期排除 如短期(6个月内)不可用,不纳入一期建设范围,避免阻塞 第2月决策 PM+甲方
替代方案 自建简单的市场数据对接:农业农村部公开数据API、国家统计局数据、南充本地农产品价格监测 二期(第10–12月) 后端
二期可选 作为二期可选功能,待神农修复后评估是否接入 二期评估 PM

触发条件:神农团队确认6个月内无法修复,或修复后功能不满足需求。


风险5:数据安全与等保合规

项目 内容
风险编号 R-05
风险描述 神农读取本地项目文件,涉及生物遗传资源数据安全,需符合《生物遗传资源管理条例》和等保2.0要求
概率 中
影响 高
风险等级 高(橙色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
内网部署 神农及分析数据全部部署在院内内网,敏感基因型数据不出内网 第3月 架构师
传输加密 MCP传输全程TLS 1.3加密,双向身份认证(mTLS) 第5–7月 架构师
权限控制 基于RBAC的细粒度权限控制,数据级权限隔离(按课题组/项目) 第5–6月 后端
操作审计 所有数据操作(查看/导出/修改/删除)全留痕,审计日志保存≥6个月 第5–6月 后端
AI操作管控 采用"项目范围+人工批准"权限模式,AI仅能在授权项目范围内操作,敏感操作需人工确认 第8–9月 架构师
数据分级分类 公开/内部/敏感/机密四级分类,敏感数据(基因型、未发表品种)脱敏展示 第6–7月 甲方+后端
等保2.0三级测评 委托有资质的测评机构开展等保三级测评,提前2个月启动 第10–12月 甲方+安全专家
保密协议 与神农团队、第三方开发团队签订数据保密协议(NDA) 第1月 甲方
备份与灾备 关键数据每日自动备份,异地备份,每季度恢复演练 第6月起 后端
合规审查 项目上线前邀请法律顾问审查数据处理流程是否符合《生物遗传资源管理条例》 第11月 甲方法律顾问

等保测评关键路径: - 第8月:确定测评机构,签订测评合同 - 第9–10月:差距分析与整改 - 第10–11月:正式测评 - 第12月:整改复测,取得报告

触发条件: - 发生数据泄露事件 - 等保测评发现高风险项且无法在1个月内整改 - 监管部门检查发现合规问题


风险6:第三方开发团队能力风险

项目 内容
风险编号 R-06
风险描述 第三方开发团队缺乏农业育种领域经验,或核心技术人员能力不足/中途离职,导致开发质量和进度受影响
概率 中
影响 高
风险等级 高(橙色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
团队资质审查 招标时要求团队提供农业信息化项目案例、核心人员简历和社保记录 第1月 甲方
核心人员锁定 合同中约定架构师、核心后端等关键人员不得随意更换,更换需甲方同意并设置违约金 第1月 甲方
技术面试 甲方架构师(或外聘顾问)对核心开发人员进行技术面试 第1–2月 甲方
代码审查机制 每周代码审查,甲方/外聘技术顾问参与关键模块审查 第5月起持续 架构师
人员备份 要求团队每个关键岗位至少有1名备份人员熟悉项目 第3月起 PM
阶段性验收 严格按里程碑验收,质量不达标不付款,形成压力 每个里程碑 甲方+PM
知识转移 要求团队定期提交技术文档,关键节点做知识转移培训 持续 PM
退场预案 如团队严重不达标,合同中约定退场机制和代码/文档移交条款 合同约定 甲方

触发条件: - 连续2个里程碑延期超过2周 - 核心人员离职且替补人员能力不达标 - 代码审查发现严重质量问题(P0缺陷密度>5%) - 团队人员变动率>30%


风险7:需求变更风险

项目 内容
风险编号 R-07
风险描述 科研人员在开发过程中不断提出新需求或修改需求,导致范围蔓延、工期延误、成本超支
概率 高
影响 中高
风险等级 高(橙色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
需求基线冻结 第2月末完成需求确认并签字基线,基线后变更走正式变更流程 第2月 甲方+PM
变更控制委员会(CCB) 成立由甲方负责人、PM、架构师、育种专家代表组成的CCB,评审所有需求变更 第2月成立 甲方负责人
变更分级管理 一级变更(影响工期>1周或成本>5万)需CCB审批;二级变更(影响<1周)PM审批;三级(文字/样式调整)开发团队直接处理 持续 PM
变更影响评估 每个变更必须评估对工期、成本、质量的影响,提交变更申请单(CR) 持续 PM+架构师
需求池管理 非紧急变更放入需求池,统一在二期或迭代版本中处理 持续 PM
迭代开发模式 采用2周一个迭代的敏捷开发,每个迭代结束演示,及时获取反馈,减少后期大改 第5月起 开发团队
变更台账 记录所有变更申请、审批结果、实施情况,作为最终验收和结算依据 持续 PM

触发条件: - 单月变更申请>10个 - 变更导致工期累计延期>4周 - 变更导致成本累计超支>10%


风险8:数据质量风险(院内历史数据不规范)

项目 内容
风险编号 R-08
风险描述 院内历史育种数据分散在Excel/纸质记录本中,格式不统一、缺失值多、命名不规范,数据整理工作量被低估,导致AI分析精度差
概率 高
影响 中高
风险等级 高(橙色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
数据现状评估 项目启动后第2周完成全院育种数据资产盘点,评估数据量、质量、格式 第1月 育种专家+PM
数据标准先行 先制定4作物数据标准(性状编码、单位、采集规范),再按标准整理数据 第2月 育种专家
数据整理工具 开发Excel批量导入工具+数据校验工具,提高整理效率,减少人工错误 第3–4月 后端
专人负责 每个课题组指定1名数据联络员,负责本组数据整理和质量审核 第2月确定 各课题组
分阶段整理 先整理近3年数据(用于POC和一期),历史数据逐步整理,不阻塞开发 第2–6月 育种专家
数据质量评分 建立数据质量评分机制,每季度评估各课题组数据质量,纳入考核 第6月起 甲方
数据治理预算 单独列支数据整理预算(约10–15万),用于临时聘用数据录入人员 第1月 甲方

数据整理工作量估算:

数据类型 预估数据量 整理人天 质量等级
种质资源数据 约5,000–10,000份 30–40人天 中(部分纸质)
田间试验数据 约50–100个试验 40–60人天 低(Excel格式杂)
基因型数据 约500–2,000样本 10–15人天 中(需格式转换)
表型图像数据 约5,000–20,000张 15–20人天 低(命名不规范)
合计 95–135人天

触发条件: - 数据整理进度落后计划>2周 - POC阶段因数据质量导致分析失败 - 关键数据集缺失率>30%


风险9:预算超支风险

项目 内容
风险编号 R-09
风险描述 项目实际成本超出预算,可能因需求变更、工期延误、人员涨价、硬件采购超预期等导致
概率 中
影响 高
风险等级 中高(橙色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
详细预算编制 按模块+阶段编制详细预算,含人力、硬件、软件、测评、培训等各项 第1月 PM+甲方
预留管理储备 预算中预留10–15%作为管理储备,应对已知未知风险 第1月 甲方
里程碑付款 按里程碑分期付款,每阶段验收合格后付款,控制资金风险 合同约定 甲方
月度成本跟踪 每月编制成本执行报告,对比预算与实际,偏差>5%预警 持续 PM
变更成本关联 所有需求变更必须同步评估成本影响,超支部分需甲方追加预算或削减其他功能 持续 PM
硬件集中采购 服务器、工作站等硬件集中采购,争取折扣,避免零星采购溢价 第2–3月 甲方
开源优先 非核心组件优先使用开源方案(数据库、中间件、前端框架),降低License成本 架构设计阶段 架构师

预算分解参考:

预算项 占比 金额(万元) 说明
人力开发费 65–70% 320–490 第三方团队8–10人×9–12月
硬件采购 10–12% 50–85 服务器、工作站、存储、网络
软件授权 5–8% 25–55 神农授权、数据库、中间件
等保测评 3–5% 15–35 三级测评+整改
数据整理 3–5% 15–35 临时人员+工具
培训与差旅 2–3% 10–20 用户培训、团队差旅
管理储备 8–10% 40–70 风险预留
合计 100% 475–790 一期范围

触发条件: - 累计成本超支>预算5% - 单月成本超支>预算10% - 管理储备使用>50%


风险10:时间超期风险

项目 内容
风险编号 R-10
风险描述 项目无法按计划工期完成,可能因技术难题、需求变更、人员变动、数据整理延迟等导致
概率 中高
影响 中高
风险等级 高(橙色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
关键路径管理 每周跟踪关键路径任务进度,关键任务延期立即预警 持续 PM
缓冲时间设置 每个阶段末尾预留1–2周缓冲,关键里程碑前预留缓冲 计划阶段 PM
范围裁剪预案 如进度严重滞后,启动范围裁剪:优先保证核心业务(种质+田间+系统管理),AI高级功能和驾驶舱移到二期 第8月评估 PM+甲方
赶工与快速跟进 关键路径任务可通过加班(赶工)或增加并行(快速跟进)压缩工期,需评估成本增加 触发时 PM
双周迭代演示 每2周向甲方演示可工作的软件,及时发现偏差,避免后期大返工 第5月起 开发团队
风险预警机制 任务进度偏差>20%触发黄色预警,>40%触发红色预警,红色预警需24小时内上报甲方 持续 PM
月度进度评审 每月召开进度评审会,对比计划与实际,调整后续计划 每月 甲方+PM

进度延期分级响应:

延期程度 响应级别 措施
<1周 蓝色 团队内部调整,不报告甲方
1–2周 黄色 PM报告甲方,制定追赶计划
2–4周 橙色 甲方+PM召开专题会,考虑赶工或范围调整
>4周 红色 启动应急预案,重新评估项目计划,可能调整里程碑和预算

触发条件: - 关键路径任务延期>2周 - 连续2个迭代未完成承诺的任务 - 里程碑预计延期>2周


风险11:用户接受度风险

项目 内容
风险编号 R-11
风险描述 科研人员习惯使用Excel和传统育种软件,对新平台抵触,不愿迁移数据和改变工作习惯,导致平台使用率低
概率 中高
影响 中
风险等级 中(黄色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
早期参与 需求阶段邀请科研人员深度参与,让他们有"自己的系统"的归属感 第1–2月 PM+育种专家
种子用户 选择2–3个开放度高的课题组作为种子用户,先行试用,积累成功案例 第8月起 育种专家
Excel兼容 平台支持Excel批量导入导出,降低迁移门槛,允许过渡期Excel+平台并行 第5月起 后端
移动端优先 田间数据采集优先做移动端,解决科研人员田间记录的痛点(替代纸质本) 第7–8月 前端
领导推动 党委书记/院长在全院大会上推动平台使用,将平台使用纳入课题组考核 第11–12月 甲方领导
激励机制 设立"平台使用先进课题组"奖励,数据质量与课题评优挂钩 第12月起 甲方
持续支持 上线后3个月内安排专人驻场支持,随时解答问题 第12–14月 开发团队
易用性设计 UI/UX设计阶段邀请科研人员参与原型评审,确保操作符合科研人员习惯 第2–3月 UI设计师

触发条件: - 上线1个月后日活用户<预期的50% - 科研人员投诉操作复杂(≥5次/月) - 关键课题组拒绝使用平台


风险12:神农产品迭代风险

项目 内容
风险编号 R-12
风险描述 神农软件版本更新导致MCP接口变化、分析结果格式变更或功能调整,已集成的模块需要适配改造
概率 中
影响 中
风险等级 中(黄色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
版本锁定 项目期间锁定神农版本,不随意升级,确需升级时先在测试环境验证 持续 架构师
接口适配层 MCP服务器设计适配层,隔离神农接口变化,升级时只需修改适配层 第5–7月 架构师
变更通知机制 与神农团队建立版本变更提前通知机制(至少提前2周) 第1月建立 PM
升级测试流程 神农升级后执行回归测试(≥20个核心用例),确认无影响后再更新生产 每次升级 测试
合同约束 合同中约定神农团队有义务保持接口向后兼容,或提供迁移支持 合同约定 甲方
版本管理 记录当前使用的神农版本和各模块适配状态,建立版本矩阵 持续 架构师

触发条件: - 神农发布大版本更新(如V2.0→V3.0) - MCP接口发生不兼容变更 - 升级后核心功能异常


风险13:硬件采购周期风险

项目 内容
风险编号 R-13
风险描述 服务器、GPU工作站、存储等硬件采购周期长(尤其是GPU),或到货后配置不满足需求,影响开发和部署进度
概率 中
影响 中
风险等级 中(黄色)

应对措施:

措施 具体内容 时间节点 责任人
提前采购 第1月即启动硬件采购流程,GPU设备尤其要提前(采购周期可能4–8周) 第1月 甲方
配置评审 硬件配置方案经架构师评审,确保满足神农运行+模型训练+平台部署需求 第1月 架构师
云服务过渡 如硬件到货延迟,临时租用云服务器(火山引擎/阿里云)开展开发,硬件到位后迁移 触发时 架构师
分步采购 开发环境用现有设备+云服务过渡,生产环境硬件在第8月前到位即可 第1–8月 甲方
国产化兼容 如涉及国产化要求,提前验证神农和平台在国产CPU/OS上的兼容性 第2月 架构师

推荐硬件配置:

设备 配置 数量 用途 预估单价
应用服务器 2×Xeon/64GB/2TB SSD 2 平台后端+数据库 3–5万
GPU分析工作站 i9/128GB/RTX 4090×2/4TB 2 神农运行+模型训练 4–6万
存储设备 NAS 40TB 1 数据存储+备份 2–3万
网络设备 千兆交换机+防火墙 1套 内网部署 1–2万
合计 15–25万

注:用户个人电脑i7-14700KF+RTX 4070Ti Super可作为POC阶段和轻量分析的备用设备。

触发条件: - 硬件采购周期>8周 - 到货设备配置与订单不符 - 硬件兼容性问题导致无法部署


七、风险矩阵总表

编号 风险名称 概率 影响 风险等级 应对策略 责任人 状态
R-01 神农桌面端非Web服务 高 高 极高(红) 预防+缓解(MCP队列架构)+备选(远程桌面/降级) 架构师 监控中
R-02 多用户并发与数据隔离 高 中高 高(橙) 缓解(任务调度+权限控制)+分期扩容 后端负责人 待处理
R-03 作物覆盖度不足 高 中 中高(橙) 缓解(定制技能+联合开发)+人工校验 育种专家 待处理
R-04 agrifood-platform异常 中 低 低(黄) 接受+替代方案(自建数据对接) PM 已确认
R-05 数据安全与等保合规 中 高 高(橙) 预防(内网+加密+审计)+等保测评 甲方+安全 待处理
R-06 第三方团队能力 中 高 高(橙) 预防(资质审查+人员锁定)+代码审查+退场预案 甲方 待处理
R-07 需求变更 高 中高 高(橙) 缓解(CCB+变更流程+需求池)+迭代开发 PM 待处理
R-08 数据质量不规范 高 中高 高(橙) 预防(标准先行+专人负责)+分阶段整理 育种专家 待处理
R-09 预算超支 中 高 中高(橙) 预防(详细预算+储备)+里程碑付款+月度跟踪 甲方+PM 待处理
R-10 时间超期 中高 中高 高(橙) 缓解(关键路径管理+缓冲)+范围裁剪预案 PM 待处理
R-11 用户接受度 中高 中 中(黄) 缓解(种子用户+Excel兼容+领导推动) 甲方+育种专家 待处理
R-12 神农版本迭代 中 中 中(黄) 缓解(版本锁定+适配层+回归测试) 架构师 待处理
R-13 硬件采购周期 中 中 中(黄) 预防(提前采购)+云服务过渡+分步采购 甲方 待处理

风险等级分布: - 极高(红):1项(R-01) - 高(橙):7项(R-02, R-05, R-06, R-07, R-08, R-10) - 中高(橙):3项(R-03, R-09) - 中(黄):3项(R-11, R-12, R-13) - 低(黄):1项(R-04)

Top 5优先管控风险:R-01 > R-05 > R-06 > R-08 > R-10


八、变更管理与质量保障

8.1 需求变更管理流程

变更提出 → 变更登记 → 影响评估 → CCB审批 → 实施 → 验证 → 关闭
   ↑           ↑          ↑          ↑         ↑       ↑       ↑
 申请人       PM        PM+架构师   CCB      开发团队  测试    PM

详细步骤:

步骤 操作 负责人 时限 输出
1. 变更提出 申请人填写《需求变更申请单(CR)》,描述变更内容、原因和期望 申请人 — CR单
2. 变更登记 PM登记变更台账,分配编号,初步判断是否在范围内 PM 1工作日 变更台账
3. 影响评估 PM+架构师评估对工期、成本、质量、技术的影响,给出评估意见 PM+架构师 2工作日 影响评估报告
4. CCB审批 CCB评审,决策:批准/拒绝/修改后再审/放入需求池 CCB 3工作日 审批意见
5. 实施 开发团队按批准的变更实施,更新设计文档和代码 开发团队 按评估工期 变更代码
6. 验证 测试团队验证变更功能,确认无副作用 测试 1–2工作日 测试报告
7. 关闭 PM确认变更完成,更新台账和相关文档,通知申请人 PM 1工作日 变更关闭通知

变更审批权限:

变更级别 工期影响 成本影响 审批人
一级(重大) >1周 >5万元 CCB全体+甲方负责人
二级(一般) 3天–1周 1–5万元 CCB(PM+架构师+甲方代表)
三级(轻微) <3天 <1万元 PM
四级(微调) 无影响 无影响 开发团队负责人

8.2 质量保障措施

8.2.1 代码质量

措施 具体要求 执行频率 责任人
代码审查(Code Review) 所有提交代码必须经至少1名同事审查,核心模块需架构师审查 每次提交 开发团队
编码规范 遵循团队编码规范(后端阿里巴巴Java规范/PEP8,前端ESLint),CI自动检查 每次提交 全体开发
单元测试 核心业务逻辑单元测试覆盖率≥70%,工具类≥90% 持续 后端
静态代码分析 使用SonarQube等工具进行静态分析,阻断严重问题 每日 CI/CD
技术债务管理 每迭代评估技术债务,排入后续迭代修复 每2周 架构师

8.2.2 测试质量

测试类型 测试内容 执行阶段 通过标准
单元测试 函数/方法级测试 开发中 覆盖率≥70%,全部通过
集成测试 模块间接口测试 模块完成后 接口通过率100%
系统测试 全功能测试 阶段完成后 P0/P1缺陷清零,P2≤5个
性能测试 并发、响应时间、吞吐量 第11月 核心接口响应<2秒,支持50并发
安全测试 渗透测试、漏洞扫描 第10–11月 无高危漏洞
UAT测试 用户场景测试 第11–12月 关键场景100%通过
回归测试 变更后全量回归 每次变更 无新增P0/P1缺陷

8.2.3 阶段性验收

验收节点 验收内容 验收方 通过标准
需求评审 SRS评审 甲方+开发 需求无遗漏、无歧义,签字确认
架构评审 技术架构设计 甲方+外聘专家 架构合理、可扩展、安全,签字确认
POC验收 POC测试报告 甲方+育种专家 用例通过率≥80%,技术可行性确认
Alpha验收 核心业务系统 甲方 功能完成率≥90%,可演示
Beta验收 全系统(一期) 甲方+测试 端到端流程贯通,P0/P1清零
上线验收 生产环境 甲方 部署完成、数据验证、培训完成
终验 全部交付物 甲方 文档齐全、试运行稳定、验收签字

8.3 沟通机制

沟通类型 频率 参与人 内容 输出
每日站会 每个工作日(15分钟) 开发团队 昨日完成、今日计划、阻塞问题 站会记录
周例会 每周五(1小时) PM+开发团队+甲方代表 进度汇报、问题讨论、下周计划 周报
月度汇报 每月末(2小时) 甲方领导+PM+核心团队 月度进度、成本、质量、风险 月度报告
里程碑评审 每个里程碑 甲方+开发团队+相关专家 里程碑交付物评审、验收决策 评审纪要
风险评审会 每2周 PM+架构师+甲方代表 风险状态更新、新风险识别、应对措施调整 风险登记册
变更评审会 按需 CCB成员 需求变更评审 变更审批记录
紧急会议 按需(24小时内召集) 相关干系人 紧急问题决策 会议纪要

沟通工具: - 日常沟通:飞书/企业微信群 - 任务管理:飞书项目/禅道 - 文档协作:飞书文档 - 代码管理:GitLab/Gitee(内网部署)

8.4 文档管理要求

8.4.1 必交付文档清单

文档类别 文档名称 交付时间 格式
项目管理 项目章程 第1月 Word
项目管理 项目管理计划 第1月 Word
项目管理 周报/月报 持续 Word/飞书
需求 需求规格说明书(SRS) 第2月 Word
需求 需求变更台账 持续 Excel
设计 架构设计文档 第2月 Word+图
设计 数据库设计文档 第4月 Word+ER图
设计 接口设计文档(API) 第5月 Word+Swagger
设计 UI设计规范 第3月 PDF+设计源文件
开发 源代码 持续 Git仓库
开发 部署手册 第11月 Word
开发 运维手册 第11月 Word
测试 测试用例 第8月 Excel
测试 测试报告 第11月 Word
测试 性能测试报告 第11月 Word
安全 等保测评报告 第12月 PDF
安全 安全加固手册 第11月 Word
培训 用户操作手册 第11月 Word+视频
培训 管理员手册 第11月 Word
培训 培训教材 第12月 PPT
验收 验收报告 第13月 Word
POC POC测试报告 第4月 Word

8.4.2 文档管理规范

规范项 要求
版本管理 所有文档采用版本号(V1.0/V1.1/V2.0),记录修改历史
评审签字 关键文档(SRS、架构、测试报告、验收报告)需甲方签字确认
存储位置 统一存储在飞书文档/院内文档服务器,Git仓库管理代码和技术文档
命名规范 项目代号-文档类型-版本号-日期,如:NCSNY-SRS-V1.0-20260908
保密分级 公开/内部/机密三级,机密文档(含基因型数据说明)限制访问权限
最终归档 项目终验后所有文档刻录光盘+云端备份,移交甲方档案室

附录:核心结论摘要

项目基本参数

参数 值
总模块数 14个主模块,80个子模块
全量总人月 329–482人月(含35%附加)
一期范围人月 175–250人月(约48个子模块)
推荐一期工期 12个月(含测试上线)
推荐团队规模 峰值8–10人,常规6–8人
一期预算估算 475–790万元
全三期预算估算 921–1,350万元

关键决策点

  1. 第4月末 POC决策:MCP对接是否可行?4作物精度是否达标?决定技术路线是否调整。
  2. 第8月末 一期范围确认:核心业务+AI集成是否按期完成?决定是否启动二期。
  3. 第10月末 范围裁剪决策:如进度滞后,是否将驾驶舱完整版/AI中台移到二期。

Top 3风险

  1. R-01 神农桌面端架构限制(极高):MCP+任务队列是主方案,POC阶段必须验证。
  2. R-05 数据安全与等保合规(高):等保测评需提前2个月启动,敏感数据内网部署。
  3. R-08 历史数据质量(高):数据整理需育种专家全职投入2个月,是最易被低估的工作。

成功关键因素


文档结束 | 编制:项目管理专家组 | 审核:待定 | 批准:待定

附录4:四种作物定制技能规划

四种核心作物定制技能规划

项目名称:南充市农业科学院神农育种Studio作物定制技能体系 编制日期:2026年9月8日 适用作物:油菜、大豆、甘薯、花生 技术基础:神农育种Studio skill-creator + breeding-workbench + crop-health-diagnosis


一、定制技能总体规划

1.1 技能体系架构

神农育种Studio的技能体系分为三层,本院需在第二、三层进行定制开发:

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│  L3 院级标准层(需固化)                                    │
│  南充农科院性状标准 · 试验规范 · 数据模板 · 专家经验库      │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  L2 作物专属层(需自建)—— 本规划核心                       │
│  油菜×5 · 大豆×5 · 甘薯×5 · 花生×5 · 跨作物通用×2 = 22个 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  L1 通用分析层(神农已有,直接复用)                         │
│  breeding-workbench(GS/GBLUP/GWAS/BLUP)                  │
│  crop-breeding-evidence(证据库) · crop-health-diagnosis   │
│  research-data-analysis(统计) · professional-report        │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

1.2 技能数量与分类

作物 P0(必须) P1(重要) P2(可选) 小计
油菜 2 2 1 5
大豆 1 3 1 5
甘薯 2 2 1 5
花生 2 2 1 5
跨作物通用 1 1 0 2
合计 8 10 4 22

1.3 优先级排序原则

  1. 使用频率:育种家日常分析中使用频次最高的技能优先(如GS分析、病害识别)
  2. 数据成熟度:院内历史数据积累充分、格式规范的作物/性状优先
  3. 育种价值:对育种效率提升、缩短育种周期贡献最大的技能优先
  4. 技术可行性:AI/分析方法成熟、神农已有基础能力可扩展的优先
  5. 学科优势:院内强势学科(甘薯岗位科学家、花生/大豆综合试验站)优先

1.4 与神农现有技能的关系

关系类型 说明 对应技能
扩展参数预设型 在breeding-workbench基础上增加作物专属参数、性状标准、分析模板 各作物GS分析、GWAS分析、试验统计
新建独立技能型 神农无对应能力,需从零创建图像识别/品质分析/特定病害鉴定 油菜菌核病AI、甘薯块根表型AI、花生荚果AI
组合调用型 调用GS+系谱+表型多个能力,编排为特定作物的决策流程 亲本组配预测、品种比较审定

1.5 skill-creator技能开发规范

每个定制技能包含以下标准组件: - Skill Manifest:名称、描述、触发关键词、版本号 - System Prompt:角色设定、专业知识、分析流程约束 - 参数预设:作物专属的分析参数(模型选择、阈值、参考范围) - 数据模板:输入数据的标准格式(Excel/CSV模板、字段定义) - 性状标准库:DUS测试性状、育种目标性状、分级标准 - 输出模板:分析报告的标准结构、图表类型、结论格式 - 专家规则:院内育种专家的经验法则、判定标准、异常处理


二、油菜定制技能规划

作物背景:甘蓝型油菜为主,常异花授粉,杂种优势利用(波里马CMS三系法/隐性核不育两系法)。核心育种目标:含油量≥45%、油酸≥75%、菌核病抗性、抗倒伏、早熟、产量。

2.1 技能总览

编号 技能名称 优先级 类型 预计工作量
R-01 rapeseed-gs-multi-trait 油菜多性状基因组选择 P0 扩展参数型 8人天
R-02 rapeseed-sclerotinia-ai 油菜菌核病抗性AI鉴定 P0 新建独立型 12人天
R-03 rapeseed-hybrid-prediction 油菜亲本组配与杂种优势预测 P1 组合调用型 10人天
R-04 rapeseed-quality-analysis 油菜品质分析技能 P1 扩展参数型 6人天
R-05 rapeseed-trial-stats 油菜试验设计与统计分析 P2 扩展参数型 5人天

2.2 R-01 油菜多性状基因组选择技能(P0)

维度 内容
技能ID rapeseed-gs-multi-trait
触发场景 "做油菜GS分析"、"估算油菜育种值"、"油菜基因组选择"、"筛选油菜优良亲本"
核心功能 ① 多环境试验数据自动清洗与BLUE值计算 ② GBLUP/RR-BLUP/BayesB多模型育种值估算 ③ 含油量/油酸/菌核病抗性/产量/株高多性状选择指数构建 ④ 5折交叉验证精度评估 ⑤ TOP材料排名与推荐 ⑥ CMS不育系/恢复系/保持系分类标记
输入数据 表型数据:Excel格式,含材料编号、环境(地点×年份)、性状观测值(含油量%、油酸%、产量kg/亩、株高cm、菌核病病级0-9);样本量≥150份材料×≥3环境。基因型数据:VCF或PLINK格式,SNP标记≥30K;系谱数据:亲本组合、世代信息
分析流程 Step1 数据校验(材料编号匹配、异常值检测、缺失率统计)→ Step2 多环境BLUE值计算(调用breeding-workbench)→ Step3 基因型数据QC(MAF≥0.05、缺失率≤10%、HWE检验)→ Step4 GBLUP模型构建(A矩阵+G矩阵)→ Step5 多性状选择指数计算(权重:含油量0.25、油酸0.15、产量0.3、菌核病抗性0.2、倒伏0.1)→ Step6 交叉验证(5折×10次重复)→ Step7 TOP20材料推荐+不育系/恢复系分类标注 → Step8 生成专业报告
输出产物 ① 育种值排名表(Excel)② 预测精度散点图(实测vs预测)③ 选择指数排名图 ④ TOP材料详细评价卡 ⑤ GS分析专业报告(PDF/Word)
关键参数预设 GS模型:GBLUP为主,RR-BLUP/BayesB对比;遗传力参考范围:含油量0.5-0.7、油酸0.6-0.8、产量0.2-0.4、菌核病抗性0.3-0.5、株高0.5-0.7;显著性阈值P<0.05;选择强度top 10%-20%
性状标准 含油量:低<38%、中38-43%、高43-48%、极高>48%;油酸:低<60%、中60-70%、高70-75%、极高>75%(高油酸品种);菌核病病级:0级免疫、1级高抗、3级抗病、5级中抗、7级感病、9级高感;倒伏级别:0级不倒、1级<30°、3级30-60°、5级>60°
数据需求 本院油菜多环境试验数据(近3年)、油菜SNP芯片数据(50K或60K)、不育系/恢复系材料清单、系谱记录
优先级 P0(必须)— 油菜是本院核心作物,GS分析是神农最强项,优先验证
预计工作量 8人天(参数配置3天+数据模板2天+测试验证3天)

2.3 R-02 油菜菌核病抗性AI鉴定技能(P0)

维度 内容
技能ID rapeseed-sclerotinia-ai
触发场景 "识别油菜菌核病"、"油菜病害鉴定"、"菌核病抗性分级"、"油菜病叶分析"
核心功能 ① 叶片/茎秆菌核病图像AI识别(病斑检测+严重度分级)② 田间病级调查数据自动统计 ③ 抗性评价(相对病斑面积/病指计算)④ 病斑图像特征提取(面积/形状/颜色)⑤ 抗性分级报告生成 ⑥ 与crop-health-diagnosis联动优化油菜专属模型
输入数据 图像:JPG/PNG格式,叶片正面照或茎秆病斑照,分辨率≥1920×1080,每材料≥3张重复;调查数据:Excel格式,含材料编号、小区、病株率%、病情指数、病级0-9;样本量≥100份材料(含抗病/感病对照各≥5份)
分析流程 Step1 图像质量校验(清晰度/光照/主体检测)→ Step2 病斑分割与特征提取(调用crop-health-diagnosis+ImageJ)→ Step3 严重度分级(基于病斑面积占比:0级无病斑、1级<5%、3级5-15%、5级15-30%、7级30-50%、9级>50%)→ Step4 病情指数计算(DI=Σ(各级株数×级值)/(总株数×9)×100)→ Step5 抗性评价(高抗DI<10、抗病10-25、中抗25-40、感病40-60、高感>60)→ Step6 与人工调查结果对比验证 → Step7 生成抗性鉴定报告
输出产物 ① 病害识别结果表(每图像:病斑面积/严重度/置信度)② 病情指数排名表 ③ 抗性分级分布图 ④ 典型病斑图像标注展示 ⑤ 抗性鉴定报告(含对照品种比较)
关键参数预设 识别置信度阈值≥0.75(低于则标记需人工复核);病斑面积计算采用HSV颜色空间分割(褐色/灰色病斑范围);抗性分级采用国家油菜菌核病鉴定标准(NY/T )
性状标准 菌核病抗性分级:高抗(HR)病情指数<10、抗病(R)10-25、中抗(MR)25-40、感病(S)40-60、高感(HS)>60;苗期鉴定vs成株期鉴定分别评价;耐病性指标:病斑扩展速率mm/d
数据需求 本院油菜菌核病田间鉴定图像(近2年,含不同生育期)、人工病级调查数据、抗病对照(中双9号等)/感病对照材料图像
优先级 P0(必须)— 菌核病是油菜第一大病害,AI识别可大幅提升鉴定效率
预计工作量 12人天(图像标注5天+模型微调4天+参数配置2天+测试验证1天)

2.4 R-03 油菜亲本组配与杂种优势预测技能(P1)

维度 内容
技能ID rapeseed-hybrid-prediction
触发场景 "推荐油菜杂交组合"、"油菜亲本组配"、"预测杂种优势"、"油菜配合力分析"
核心功能 ① 基于GS育种值的亲本筛选与配对推荐 ② GCA/SCA配合力分析(双列杂交/NCII设计)③ 杂种优势预测(中亲优势/超亲优势)④ 后代性状预估值(含油量/产量/抗性)⑤ 组合方案可视化(亲本互补性雷达图)⑥ 不育系×恢复系适配性评估
输入数据 亲本材料库:含GS育种值、性状表型、系谱、类型(不育系/恢复系/保持系/常规品系);配合力数据:双列杂交或NCII试验数据(如有);改良目标:目标性状及权重
分析流程 Step1 亲本育种值查询与筛选(基于MCP读取种质库)→ Step2 亲本互补性分析(性状互补+遗传距离)→ Step3 GCA/SCA配合力估算(如有历史杂交数据)→ Step4 杂种优势预测(基于GS+配合力+遗传距离模型)→ Step5 后代性状分布模拟(Monte Carlo模拟)→ Step6 TOP10组合推荐(含风险提示)→ Step7 生成组配方案报告
输出产物 ① 推荐组合清单(TOP10-20,含预测值)② 亲本互补性雷达图 ③ 配合力方差分析表 ④ 杂种优势预测图 ⑤ 组配方案专业报告
关键参数预设 遗传距离阈值:亲本间遗传距离≥0.3(避免近亲杂交);配合力显著性P<0.05;推荐组合数:默认TOP10,可配置
性状标准 杂种优势评价:中亲优势>10%为显著、超亲优势>5%为显著;含油量杂种优势通常为负向(需特别关注);产量杂种优势甘蓝型油菜通常15-30%
数据需求 油菜亲本材料GS育种值(来自R-01)、历史杂交组合试验数据、不育系/恢复系分类清单
优先级 P1(重要)— 依赖R-01的GS结果,在R-01验证通过后开发
预计工作量 10人天

2.5 R-04 油菜品质分析技能(P1)

维度 内容
技能ID rapeseed-quality-analysis
触发场景 "油菜品质分析"、"含油量统计"、"脂肪酸分析"、"硫苷含量分析"、"双低油菜筛选"
核心功能 ① 近红外/化学检测数据批量处理 ② 含油量/脂肪酸组成(油酸/亚油酸/亚麻酸/芥酸)/硫苷含量/蛋白质含量统计分析 ③ "双低"(低芥酸<1%、低硫苷<30μmol/g)品种筛选 ④ 高油酸品种(油酸>75%)筛选 ⑤ 品质性状相关性分析 ⑥ 品质育种选择指数
输入数据 品质检测数据:Excel格式,含材料编号、含油量%、油酸%、亚油酸%、亚麻酸%、芥酸%、硫苷μmol/g、蛋白质%;样本量≥100份
分析流程 Step1 数据校验与单位统一 → Step2 描述性统计(均值/标准差/变异系数/分布)→ Step3 "双低"/高油酸筛选(按阈值)→ Step4 品质性状相关性分析(含油量vs蛋白质、油酸vs芥酸)→ Step5 品质选择指数计算 → Step6 排名与推荐 → Step7 生成品质分析报告
输出产物 ① 品质性状统计表 ② 双低/高油酸筛选清单 ③ 相关性热图 ④ 品质分布直方图 ⑤ 品质分析报告
关键参数预设 双低标准:芥酸<1%、硫苷<30μmol/g(国标一级);高油酸标准:油酸>75%;含油量分级:极高>48%、高43-48%、中38-43%、低<38%
性状标准 参照GB/T 油菜籽品质标准;芥酸:低<1%、中1-3%、高>3%;硫苷:低<30、中30-60、高>60 μmol/g饼
数据需求 本院油菜近红外检测数据(近3年)、化学验证数据
优先级 P1(重要)
预计工作量 6人天

2.6 R-05 油菜试验设计与统计分析技能(P2)

维度 内容
技能ID rapeseed-trial-stats
触发场景 "油菜试验设计"、"油菜方差分析"、"GGE分析"、"油菜稳定性分析"
核心功能 ① 随机区组/裂区/增广设计方案生成 ② 多环境方差分析(ANOVA)③ GGE双标图/AMMI模型稳定性分析 ④ 品种适应性评价(理想品种/理想环境)⑤ 多重比较(LSD/Duncan)⑥ 试验报告自动生成
输入数据 多环境试验数据:材料编号、环境、重复、性状值;≥3环境×≥2重复
分析流程 数据校验→ANOVA→GGE/AMMI→稳定性参数→品种推荐→报告
输出产物 方差分析表、GGE双标图、稳定性排名、试验报告
关键参数预设 显著性α=0.05;GGE模型主成分数按显著性确定
性状标准 稳定性参数:Shukla方差、Wricke生态价、Finlay-Wilkinson回归系数
数据需求 油菜品种比较试验/区域试验数据
优先级 P2(可选)— 神农research-data-analysis已有通用能力,油菜专属参数预设即可
预计工作量 5人天

三、大豆定制技能规划

作物背景: Glycine max,自花授粉,东北春大豆+黄淮海夏大豆生态区。核心育种目标:蛋白质≥45%(高蛋白)、脂肪≥22%(高油)、产量、抗倒伏、抗病(锈病/根腐病/花叶病毒病)、生育期适宜。蛋白与脂肪含量呈负相关。

3.1 技能总览

编号 技能名称 优先级 类型 预计工作量
S-01 soybean-protein-oil-gs 大豆高蛋白/高油基因组选择 P0 扩展参数型 8人天
S-02 soybean-gwas-qtl 大豆GWAS与QTL定位 P1 扩展参数型 7人天
S-03 soybean-disease-ai 大豆病害AI识别 P1 新建独立型 10人天
S-04 soybean-vcu-dus 大豆品种比较与审定材料生成 P1 组合调用型 6人天
S-05 soybean-plant-type 大豆结荚习性与株型图像分析 P2 新建独立型 8人天

3.2 S-01 大豆高蛋白/高油基因组选择技能(P0)

维度 内容
技能ID soybean-protein-oil-gs
触发场景 "大豆GS分析"、"高蛋白大豆育种值"、"大豆脂肪含量预测"、"筛选大豆优良品系"
核心功能 ① 蛋白质/脂肪含量多环境BLUE值计算 ② GBLUP/RR-BLUP育种值估算 ③ 蛋白+脂肪+产量多性状选择指数(解决蛋白脂肪负相关)④ 交叉验证精度评估 ⑤ 高蛋白/高油品系筛选与推荐 ⑥ 东北/黄淮海生态区参数自适应
输入数据 表型:蛋白质含量%(近红外/凯氏定氮)、脂肪含量%(索氏提取/近红外)、产量kg/亩、株高cm、倒伏级;≥150份材料×≥3环境。基因型:SNP≥50K(大豆SNP芯片或GBS)。系谱数据
分析流程 数据校验→多环境BLUE→基因型QC→GBLUP→多性状选择指数(蛋白0.35+脂肪0.25+产量0.3+倒伏0.1)→交叉验证→TOP20推荐→报告
输出产物 育种值排名表、蛋白-脂肪二维分布图(四象限筛选)、选择指数排名、TOP材料评价卡、GS分析报告
关键参数预设 遗传力参考:蛋白质0.55-0.75、脂肪0.50-0.70、产量0.20-0.40、株高0.50-0.70;蛋白脂肪遗传相关约-0.4至-0.6;选择强度top 15%
性状标准 高蛋白品种:蛋白质≥45%(国标一级≥40%);高油品种:脂肪≥22%(国标一级≥21.5%);双高大豆:蛋白≥42%且脂肪≥21%;倒伏分级:0级直立、1级<15°、3级15-45°、5级>45°
数据需求 本院大豆品质检测数据(近红外+化学验证)、多环境试验数据、SNP基因型数据、高蛋白/高油对照品种
优先级 P0(必须)— 大豆是本院核心作物,蛋白/脂肪是头号育种目标
预计工作量 8人天

3.3 S-02 大豆GWAS与QTL定位技能(P1)

维度 内容
技能ID soybean-gwas-qtl
触发场景 "大豆GWAS分析"、"QTL定位"、"找大豆蛋白基因"、"关联分析"
核心功能 ① 基因型+表型关联分析(MLM/CMLM/BLINK模型)② 群体结构校正(PCA+K矩阵)③ Manhattan图/QQ图自动生成 ④ 显著SNP位点注释(整合SoyBase/Wm82.a4参考基因组)⑤ 候选基因筛选 ⑥ 已知QTL重合度分析
输入数据 基因型:VCF/PLINK,≥200份材料×≥100K SNP;表型:目标性状BLUE值;群体结构信息
分析流程 基因型QC→群体结构分析(PCA)→亲缘关系K矩阵→GWAS(MLM)→多重检验校正(Bonferroni/FDR)→显著位点筛选→基因注释→候选基因排序→报告
输出产物 Manhattan图、QQ图、显著SNP位点表、候选基因列表、QTL重合度分析、GWAS报告
关键参数预设 模型:MLM为主,BLINK对比;显著性阈值:Bonferroni P<0.05/N或FDR<0.05;MAF≥0.05;参考基因组Wm82.a4.v1
性状标准 已知QTL数据库:SoyBase(soybase.org);蛋白含量QTL主要分布在D1a、D2、I连锁群;脂肪QTL在A1、C2、I连锁群
数据需求 大豆SNP基因型数据、目标性状表型数据、SoyBase已知QTL数据(可在线查询)
优先级 P1(重要)
预计工作量 7人天

3.4 S-03 大豆病害AI识别技能(P1)

维度 内容
技能ID soybean-disease-ai
触发场景 "识别大豆病害"、"大豆锈病鉴定"、"大豆根腐病"、"大豆花叶病毒"
核心功能 ① 大豆锈病/叶斑病/霜霉病/细菌性斑点病图像识别 ② 根腐病根部症状识别 ③ 大豆食心虫虫食粒识别 ④ 病害严重度分级(0-9级)⑤ 病情指数计算 ⑥ 抗性评价与分级
输入数据 叶片/豆荚/根部图像,JPG/PNG,≥1920×1080,每材料≥3张;人工调查病级数据(用于验证)
分析流程 图像质量校验→病斑分割→病害种类分类→严重度分级→病情指数计算→抗性评价→与人工结果对比→报告
输出产物 病害识别结果表、严重度分布图、病情指数排名、抗性分级表、典型病害图像展示、鉴定报告
关键参数预设 识别置信度≥0.75;严重度分级基于病斑面积占比;抗性分级参照国家大豆抗病性鉴定标准
性状标准 大豆锈病:夏孢子堆密度分级;根腐病:根部变色面积/根系腐烂程度;花叶病毒:叶片皱缩/花叶程度分级;食心虫:虫食粒率%
数据需求 本院大豆病害田间鉴定图像、人工病级调查数据、抗病/感病对照图像
优先级 P1(重要)
预计工作量 10人天

3.5 S-04 大豆品种比较与审定材料生成技能(P1)

维度 内容
技能ID soybean-vcu-dus
触发场景 "大豆品种比较"、"生成审定材料"、"VCU分析"、"DUS测试"
核心功能 ① 品种比较试验(VCU)数据分析(产量/品质/抗性/适应性)② DUS测试数据整理与特异性分析 ③ 品种综合评价排名 ④ 审定申请材料自动生成(品种来源/特征特性/产量表现/栽培技术要点)⑤ 试验报告自动生成
输入数据 区域试验/生产试验数据(多年多点)、DUS测试性状数据、品种系谱来源
分析流程 数据汇总→产量方差分析→品质分析→抗性汇总→适应性评价→综合排名→审定材料模板填充→报告
输出产物 VCU分析报告、DUS性状表、品种综合评价表、审定申请材料(Word)、试验总结报告
关键参数预设 增产显著性:比对照增产≥5%且达显著水平;品质达标:蛋白/脂肪达国标;抗性要求:至少中抗以上主要病害
性状标准 参照《大豆品种鉴定技术规程》和国家/省级品种审定标准;DUS测试至少40个性状
数据需求 大豆区域试验数据、DUS测试数据、品种系谱
优先级 P1(重要)
预计工作量 6人天

3.6 S-05 大豆结荚习性与株型图像分析技能(P2)

维度 内容
技能ID soybean-plant-type
触发场景 "大豆株型分析"、"结荚习性识别"、"大豆单株荚数"、"大豆图像考种"
核心功能 ① 结荚习性识别(有限/亚有限/无限)② 株高/主茎节数/有效分枝数图像测量 ③ 单株荚数/粒数自动计数 ④ 百粒重估算 ⑤ 株型参数综合评价 ⑥ 理想株型筛选
输入数据 成熟期整株图像(标准背景+标尺)、豆荚脱粒后图像、单株考种数据
分析流程 图像预处理→株高/节数测量→结荚习性分类→荚数/粒数计数→百粒重估算→株型评价→报告
输出产物 株型参数表、结荚习性分布图、单株产量构成分析、理想株型筛选清单、图像考种报告
关键参数预设 结荚习性分类:有限型(顶生总状花序明显、植株较矮)、亚有限型(介于两者之间)、无限型(无顶生花序、植株高大)
性状标准 参照大豆DUS测试株型性状标准;百粒重:小粒<15g、中粒15-25g、大粒>25g
数据需求 大豆成熟期整株图像、考种数据
优先级 P2(可选)
预计工作量 8人天

四、甘薯定制技能规划

作物背景: Ipomoea batatas,旋花科,无性繁殖(块根),六倍体(2n=6x=90),遗传背景复杂。本院是国家甘薯产业技术体系岗位科学家单位,学科实力强。核心育种目标:淀粉含量≥25%(高淀粉)、薯形美观、表皮/肉色商品性、产量、抗病(茎线虫病/黑斑病/根腐病)、耐储性、萌芽性。

4.1 技能总览

编号 技能名称 优先级 类型 预计工作量
P-01 sweetpotato-tuber-phenotype 甘薯块根表型AI分析 P0 新建独立型 14人天
P-02 sweetpotato-starch-quality 甘薯淀粉含量与品质育种 P0 扩展参数型 8人天
P-03 sweetpotato-disease-resistance 甘薯抗病性鉴定 P1 组合调用型 8人天
P-04 sweetpotato-clonal-selection 甘薯无性繁殖系选择 P1 扩展参数型 6人天
P-05 sweetpotato-yield-prediction 甘薯产量早期预测 P2 组合调用型 8人天

4.2 P-01 甘薯块根表型AI分析技能(P0)

维度 内容
技能ID sweetpotato-tuber-phenotype
触发场景 "甘薯块根分析"、"薯形分类"、"甘薯图像考种"、"甘薯商品性评价"、"块根缺陷检测"
核心功能 ① 薯形自动分类(纺锤形/长纺锤形/圆筒形/椭圆形/球形/不规则形)② 表皮颜色识别(白/黄/红/紫/褐及过渡色)③ 肉色识别(白/淡黄/黄/橘黄/橘红/紫)④ 单薯重/长宽比/粗度估算 ⑤ 表皮缺陷检测(裂口/虫眼/病斑/机械伤)⑥ 商品率计算(符合商品薯标准的比例)⑦ 块根形态特征参数提取
输入数据 收获期块根图像:标准背景(蓝色/灰色)+标尺+光照均匀,JPG/PNG≥1920×1080,每品系≥10块(大/中/小各≥3块);单薯重实测数据(用于模型校准)
分析流程 Step1 图像预处理(背景分割/块根提取/标尺校准)→ Step2 形态特征提取(面积/周长/长轴/短轴/长宽比/圆形度/凸包)→ Step3 薯形分类(基于形态特征的SVM/深度学习分类器)→ Step4 颜色分析(表皮/截面HSV颜色空间聚类+标准比色卡映射)→ Step5 缺陷检测(YOLO目标检测:裂口/虫眼/病斑)→ Step6 单薯重估算(基于体积×密度模型,密度≈1.05g/cm³)→ Step7 商品性综合评价(薯形+颜色+缺陷+大小分级)→ Step8 生成块根表型分析报告
输出产物 ① 块根表型参数表(每块:薯形/皮色/肉色/长/宽/重/缺陷/商品级)② 薯形分布饼图 ③ 皮色/肉色分布图 ④ 商品率统计表 ⑤ 典型块根标注图像 ⑥ 块根表型分析报告
关键参数预设 薯形分类置信度≥0.70;颜色分类采用ROC/ISCC色卡标准;商品薯标准:单薯重150-500g、无明显缺陷、薯形端正;缺陷检测IoU≥0.5
性状标准 薯形:纺锤形(最长径/最短径=2.0-2.5)、长纺锤形(>2.5)、圆筒形(1.5-2.0)、椭圆形(1.2-1.5)、球形(<1.2);皮色:白/黄/浅红/红/紫红/紫;肉色:白/淡黄/黄/橘黄/橘红/紫;商品率分级:一级≥85%、二级70-85%、三级50-70%、等外<50%
数据需求 本院甘薯品比试验收获期块根图像(近2年,覆盖不同皮色/肉色/薯形品系)、单薯重实测数据、人工薯形/颜色分类数据(用于模型训练验证)
优先级 P0(必须)— 甘薯是本院最强学科,块根表型AI分析可大幅提升考种效率,且神农无此能力需自建
预计工作量 14人天(图像标注6天+模型训练4天+参数配置2天+测试验证2天)

4.3 P-02 甘薯淀粉含量与品质育种技能(P0)

维度 内容
技能ID sweetpotato-starch-quality
触发场景 "甘薯淀粉分析"、"高淀粉品种筛选"、"甘薯品质分析"、"可溶性糖/胡萝卜素分析"
核心功能 ① 淀粉含量测定数据批量处理(酸水解/酶法/近红外)② 高淀粉品种筛选(淀粉率≥25%)③ 品质性状综合分析(淀粉/可溶性糖/胡萝卜素/花青素/维生素C/膳食纤维)④ 淀粉含量与产量的相关性分析 ⑤ 品质育种选择指数 ⑥ 专用型品种分类(高淀粉型/食用型/色素型/加工型)
输入数据 品质检测数据:Excel格式,含品系编号、淀粉含量%(干基/鲜基)、可溶性糖%、胡萝卜素mg/100g、花青素mg/100g、VC mg/100g、干物质率%;≥100份品系
分析流程 数据校验(干基/鲜基统一)→描述性统计→高淀粉/高胡萝卜素/高花青素筛选→品质性状相关性分析→专用型分类→选择指数计算→排名推荐→报告
输出产物 品质性状统计表、高淀粉品种清单、专用型品种分类表、相关性热图、品质分布直方图、品质分析报告
关键参数预设 高淀粉标准:干基淀粉率≥65%(鲜基≥25%);高胡萝卜素:≥10mg/100g鲜重;高花青素:≥20mg/100g鲜重;干物质率与淀粉率正相关(r≈0.8-0.9)
性状标准 参照《甘薯品种鉴定技术规程》;高淀粉品种:鲜薯淀粉率≥25%(如徐薯18、商薯19);食用型:胡萝卜素≥3mg/100g、口感甜糯;色素型:紫薯花青素≥20mg/100g
数据需求 本院甘薯品质检测数据(近3年)、高淀粉/高色素对照品种数据
优先级 P0(必须)— 淀粉含量是甘薯育种核心指标,高淀粉品种是本院主攻方向
预计工作量 8人天

4.4 P-03 甘薯抗病性鉴定技能(P1)

维度 内容
技能ID sweetpotato-disease-resistance
触发场景 "甘薯抗病鉴定"、"茎线虫病抗性"、"黑斑病鉴定"、"根腐病抗性"、"薯瘟病"
核心功能 ① 茎线虫病抗性鉴定数据处理(病薯率/病情指数/线虫密度)② 黑斑病抗性鉴定(病斑直径/扩展速率)③ 根腐病抗性鉴定(根部病情/死株率)④ 薯瘟病抗性鉴定(萎蔫程度/病级)⑤ 多抗性综合评价 ⑥ 抗病品种筛选与推荐
输入数据 人工接种/自然诱发鉴定数据:病级0-5、病薯率%、病情指数、病斑直径mm;≥50份品系×≥2重复;抗病/感病对照各≥2份
分析流程 数据校验→病情指数计算→抗性分级(高抗/抗/中抗/感/高感)→多抗性综合评价→抗病品种筛选→与对照比较→报告
输出产物 病情指数排名表、抗性分级表、多抗性综合评价表、抗病品种清单、鉴定报告
关键参数预设 茎线虫病抗性:高抗病情指数<20、抗20-40、中抗40-60、感60-80、高感>80;黑斑病:高抗病斑直径<5mm、抗5-10mm、中抗10-20mm、感>20mm
性状标准 参照国家甘薯品种抗病性鉴定技术规程;茎线虫病(Ditylenchus destructor)、黑斑病(Ceratocystis fimbriata)、根腐病(Fusarium solani)、薯瘟病(Ralstonia solanacearum)
数据需求 本院甘薯抗病性鉴定数据(近3年)、抗病对照(如徐781抗茎线虫病)/感病对照数据
优先级 P1(重要)
预计工作量 8人天

4.5 P-04 甘薯无性繁殖系选择技能(P1)

维度 内容
技能ID sweetpotato-clonal-selection
触发场景 "甘薯片系选择"、"无性系比较"、"甘薯品比分析"、"萌芽性/耐储性评价"
核心功能 ① 无性系品比试验数据分析(产量/品质/抗性综合)② 萌芽性评价(出苗数/苗重/采苗量)③ 耐储性评价(储藏期腐烂率/失重率/品质变化)④ 无性系遗传稳定性分析(多年多点一致性)⑤ 品系淘汰/晋级决策支持
输入数据 品比试验数据(多年多点)、萌芽性调查数据、储藏试验数据
分析流程 数据汇总→产量方差分析→品质分析→抗性汇总→萌芽性/耐储性评价→综合排名→晋级/淘汰建议→报告
输出产物 品系综合评价表、晋级推荐清单、萌芽性/耐储性统计表、品比试验报告
关键参数预设 晋级标准:比对照增产≥5%、品质达标、抗性中抗以上、萌芽性好、耐储性好
性状标准 萌芽性:出苗数≥20株/千克种薯为好;耐储性:储藏100天腐烂率<5%为好
数据需求 甘薯品比试验数据、萌芽性/储藏试验数据
优先级 P1(重要)
预计工作量 6人天

4.6 P-05 甘薯产量早期预测技能(P2)

维度 内容
技能ID sweetpotato-yield-prediction
触发场景 "甘薯产量预测"、"甘薯长势评估"、"NDVI分析"、"甘薯早期选择"
核心功能 ① 基于地上部长势(藤蔓长度/叶面积/NDVI)的块根产量预测 ② 多时序遥感/无人机影像分析 ③ 产量预测模型构建与验证 ④ 早期选择决策支持(生育期中前期预测终产量)
输入数据 无人机多光谱影像(生育期多个时间点)、田间长势调查数据、最终产量数据(用于建模)
分析流程 影像拼接→NDVI/NDRE计算→长势参数提取→产量预测模型(机器学习)→预测精度验证→早期选择建议→报告
输出产物 产量预测表、NDVI时序曲线图、预测精度散点图、早期选择建议、预测报告
关键参数预设 预测时间点:栽后60-90天(块根膨大初期);预测精度R²≥0.6为可用
性状标准 NDVI范围0-1,长势旺盛0.6-0.8,早衰<0.4
数据需求 甘薯无人机多光谱影像、长势调查数据、产量数据
优先级 P2(可选)
预计工作量 8人天

五、花生定制技能规划

作物背景: Arachis hypogaea,豆科,自花授粉,异源四倍体(AABB,2n=4x=40)。本院是国家花生产业技术体系南充综合试验站。核心育种目标:荚果产量、出仁率≥75%、含油量≥55%(高油)、蛋白质≥28%、油酸/亚油酸比值(O/L)≥10(高油酸)、抗病(青枯病/叶斑病/锈病)、耐旱性。

5.1 技能总览

编号 技能名称 优先级 类型 预计工作量
N-01 peanut-pod-kernel-ai 花生荚果与籽仁AI分析 P0 新建独立型 12人天
N-02 peanut-oil-protein 花生高油高蛋白育种分析 P0 扩展参数型 7人天
N-03 peanut-bacterial-wilt 花生青枯病抗性鉴定 P1 组合调用型 8人天
N-04 peanut-trial-stats 花生育种试验统计分析 P1 扩展参数型 5人天
N-05 peanut-hybrid-utilization 花生杂种优势利用 P2 组合调用型 6人天

5.2 N-01 花生荚果与籽仁AI分析技能(P0)

维度 内容
技能ID peanut-pod-kernel-ai
触发场景 "花生荚果分析"、"花生图像考种"、"百果重估算"、"花生出仁率"、"荚果形状分类"
核心功能 ① 荚果形状分类(普通形/葫芦形/斧头形/蚕茧形/串珠形)② 网纹深度/清晰度评价 ③ 果嘴明显程度识别 ④ 籽仁形状(椭圆形/圆锥形/桃形/圆柱形)⑤ 种皮颜色(粉红/红/紫/白/花斑)⑥ 百果重/百仁重/出仁率估算 ⑦ 荚果大小分级(大粒/中粒/小粒/珍珠豆型)⑧ 单株荚果计数
输入数据 荚果/籽仁图像:标准背景+标尺,JPG/PNG≥1920×1080,每品系荚果≥30个、籽仁≥50粒;百果重/百仁重/出仁率实测数据(用于校准)
分析流程 图像预处理→荚果/籽仁分割与计数→形态特征提取(面积/周长/长轴/短轴/形状因子)→形状分类→网纹/果嘴特征分析→颜色分析→重量估算(体积×密度模型)→出仁率计算→大小分级→商品性评价→报告
输出产物 荚果/籽仁表型参数表、形状分布饼图、百果重/百仁重/出仁率估算表、种皮颜色分布图、典型荚果标注图像、图像考种报告
关键参数预设 形状分类置信度≥0.70;百果重估算误差≤10%;出仁率估算误差≤5%;大粒品种百果重≥150g、中粒100-150g、小粒<100g;珍珠豆型百果重<100g
性状标准 参照花生DUS测试标准(UPOV指南);荚果形状:普通形(长宽比1.5-2.0)、葫芦形(缢缩明显)、斧头形(果嘴大而明显)、蚕茧形(短粗)、串珠形(多粒荚);种皮色:粉红/红/紫红/紫/白/花斑;出仁率:高≥75%、中65-75%、低<65%
数据需求 本院花生育种材料荚果/籽仁图像(近2年,覆盖不同类型/粒重/颜色)、百果重/百仁重/出仁率实测数据、人工形状分类数据
优先级 P0(必须)— 花生图像考种可大幅提升效率,且神农无此能力需自建
预计工作量 12人天(图像标注5天+模型训练4天+参数配置2天+测试验证1天)

5.3 N-02 花生高油高蛋白育种分析技能(P0)

维度 内容
技能ID peanut-oil-protein
触发场景 "花生含油量分析"、"高油酸花生筛选"、"花生育种值"、"O/L比值分析"、"花生品质育种"
核心功能 ① 含油量/蛋白质含量批量统计分析 ② 脂肪酸组成分析(油酸C18:1/亚油酸C18:2/棕榈酸C16:0/硬脂酸C18:0)③ 高油酸品种筛选(O/L≥10或油酸≥75%)④ 高油品种筛选(含油量≥55%)⑤ 油分+蛋白+产量多性状选择指数 ⑥ 品质性状遗传参数估算(遗传力/遗传相关)⑦ GS育种值估算(品质性状)
输入数据 品质检测数据:含油量%(索氏提取/近红外)、蛋白质%(凯氏定氮/近红外)、脂肪酸组成%(气相色谱);≥100份品系×≥2环境;基因型数据(如有,用于GS)
分析流程 数据校验→描述性统计→高油/高油酸/高蛋白筛选→脂肪酸组成分析→O/L比值计算→品质性状相关性分析→遗传参数估算→(如有基因型)GS育种值估算→多性状选择指数→排名推荐→报告
输出产物 品质性状统计表、高油/高油酸/高蛋白筛选清单、脂肪酸组成雷达图、O/L比值分布图、品质相关性热图、选择指数排名表、品质育种分析报告
关键参数预设 高油标准:含油量≥55%(普通品种50-54%);高油酸:油酸≥75%或O/L≥10(普通品种O/L≈1.0-1.5);高蛋白:蛋白质≥28%;含油量与蛋白质负相关(r≈-0.3至-0.5);油酸与亚油酸高度负相关(r≈-0.9)
性状标准 参照GB/T 花生品质标准;脂肪酸组成:油酸C18:1(普通36-67%、高油酸75-85%)、亚油酸C18:2(普通15-40%、高油酸2-8%)、棕榈酸C16:0(8-14%);O/L比值:普通1.0-2.0、高油酸≥10
数据需求 本院花生品质检测数据(近红外+气相色谱,近3年)、高油酸对照品种(如冀花16、开农176)数据、基因型数据(如有)
优先级 P0(必须)— 高油酸/高油是花生育种核心方向
预计工作量 7人天

5.4 N-03 花生青枯病抗性鉴定技能(P1)

维度 内容
技能ID peanut-bacterial-wilt
触发场景 "花生青枯病鉴定"、"青枯病抗性筛选"、"花生抗病育种"、"青枯病病级调查"
核心功能 ① 青枯病田间病级调查数据处理(0-4级)② 发病率/病情指数计算 ③ 抗性分级(高抗/抗/中抗/感/高感)④ 人工接种鉴定数据分析 ⑤ 抗性稳定性分析(多年多点)⑥ 抗病品种筛选与推荐 ⑦ 叶斑病/锈病抗性数据同步处理
输入数据 青枯病病级调查数据:0级(无病)、1级(1/4以下叶片萎蔫)、2级(1/4-1/2萎蔫)、3级(1/2-3/4萎蔫)、4级(全株萎蔫死亡);≥50份品系×≥2重复×≥2年/地点;抗病对照(如中花6号、远杂9102)/感病对照
分析流程 数据校验→发病率计算(发病株数/总株数×100%)→病情指数计算(Σ(各级株数×级值)/(总株数×4)×100)→抗性分级→多年多点稳定性分析→抗病品种筛选→与对照比较→报告
输出产物 病情指数排名表、抗性分级表、抗性稳定性分析表、抗病品种清单、青枯病鉴定报告
关键参数预设 抗性分级:高抗(HR)病情指数<10、抗病(R)10-25、中抗(MR)25-40、感病(S)40-60、高感(HS)>60;发病率<20%为抗病;鉴定最佳时期:结荚期至饱果期
性状标准 参照《花生青枯病抗性鉴定技术规程》;青枯病(Ralstonia solanacearum)是南方花生产区毁灭性细菌病害;叶斑病(早斑Cercospora arachidicola/晚斑Phaeoisariopsis personata);锈病(Puccinia arachidis)
数据需求 本院花生青枯病田间鉴定数据(近3年,含病圃自然诱发和人工接种)、抗病/感病对照数据
优先级 P1(重要)— 青枯病是南方花生第一大病害,本院处于病区
预计工作量 8人天

5.5 N-04 花生育种试验统计分析技能(P1)

维度 内容
技能ID peanut-trial-stats
触发场景 "花生试验统计"、"花生产量方差分析"、"花生稳定性分析"、"耐旱性鉴定"
核心功能 ① 多环境产量方差分析 ② GGE/AMMI稳定性分析 ③ 耐旱性鉴定数据处理(干旱胁迫vs正常灌溉,抗旱系数)④ 品种适应性评价 ⑤ 多重比较 ⑥ 试验报告生成
输入数据 花生品种比较试验/区域试验数据(多年多点)、耐旱性鉴定数据(干旱胁迫处理)
分析流程 数据校验→ANOVA→GGE/AMMI→稳定性参数→耐旱系数计算→品种推荐→报告
输出产物 方差分析表、GGE双标图、稳定性排名、耐旱系数表、试验报告
关键参数预设 抗旱系数=胁迫产量/正常产量;高抗旱系数≥0.8、中抗0.6-0.8、低抗<0.6
性状标准 参照花生育种试验规范;耐旱性鉴定采用干旱棚或旱池
数据需求 花生品比试验数据、耐旱性鉴定数据
优先级 P1(重要)
预计工作量 5人天

5.6 N-05 花生杂种优势利用技能(P2)

维度 内容
技能ID peanut-hybrid-utilization
触发场景 "花生杂交组合"、"花生配合力分析"、"花生育种值"、"远缘杂交"
核心功能 ① 杂交组合配合力分析(GCA/SCA)② 杂种优势预测(中亲/超亲优势)③ 远缘杂交不亲和性分析 ④ 杂交后代性状分离分析 ⑤ 组合推荐
输入数据 双列杂交/NCII试验数据、亲本性状数据
分析流程 数据校验→配合力方差分析→GCA/SCA估算→杂种优势计算→后代分离分析→组合推荐→报告
输出产物 配合力分析表、杂种优势表、组合推荐清单、分析报告
关键参数预设 花生杂种优势利用难度大(花器小、杂交效率低),以杂交育种为主,杂种优势利用为辅
性状标准 参照花生育种学
数据需求 花生杂交试验数据
优先级 P2(可选)
预计工作量 6人天

六、跨作物通用技能

6.1 C-01 院级育种数据模板与标准技能(P0)

维度 内容
技能ID nckky-data-standards
功能 统一4种作物的试验数据录入模板、性状编码标准、材料编号规则、数据质量校验规则;自动校验数据格式、异常值检测、缺失值提示
优先级 P0 — 所有其他技能的数据基础,必须最先建立
工作量 5人天

6.2 C-02 育种试验设计通用技能(P1)

维度 内容
技能ID nckky-experiment-design
功能 随机区组/裂区/增广/格子设计方案生成,小区排列图自动绘制,随机化种子清单生成;适用于4种作物及其他作物
优先级 P1
工作量 4人天

七、优先级汇总与实施路线

7.1 全部22个技能优先级汇总

优先级 数量 技能列表 预计总工作量
P0(必须) 8个 R-01油菜GS、R-02油菜菌核病AI、S-01大豆蛋白油GS、P-01甘薯块根AI、P-02甘薯淀粉品质、N-01花生荚果AI、N-02花生高油高蛋白、C-01数据模板 71人天
P1(重要) 10个 R-03油菜亲本组配、R-04油菜品质、S-02大豆GWAS、S-03大豆病害AI、S-04大豆审定、P-03甘薯抗病、P-04甘薯无性系选择、N-03花生青枯病、N-04花生试验统计、C-02试验设计 70人天
P2(可选) 4个 R-05油菜试验统计、S-05大豆株型、P-05甘薯产量预测、N-05花生杂种优势 27人天
合计 22个 168人天

7.2 分阶段实施计划

阶段 时间 目标 开发技能 工作量 交付物
第一阶段(POC期) 第1-2月 验证核心能力,创建P0技能初版 C-01数据模板 + R-01油菜GS + S-01大豆GS + P-01甘薯块根AI(初版) 约30人天 4个P0技能初版、POC验证报告
第二阶段(核心期) 第3-6月 完善P0技能,创建全部P1技能 剩余4个P0 + 全部10个P1 约110人天 18个技能(P0+P1)、技能使用手册
第三阶段(完善期) 第7-12月 创建P2技能,持续优化所有技能 4个P2 + 所有技能优化迭代 约28人天 全部22个技能、技能评估报告

7.3 技能开发流程

需求定义(育种专家提出)→ 数据准备(历史数据整理+标注)→ 
技能编写(skill-creator配置Prompt+参数+模板)→ 测试验证(回测+育种专家评审)→ 
发布上线(纳入神农Studio技能库)→ 持续优化(每季度根据新数据更新)

7.4 技能版本管理


八、数据需求与准备清单

8.1 4种作物数据需求汇总

作物 数据类型 具体数据项 最低样本量 数据格式 院内成熟度 责任部门 准备时间
油菜 表型数据 含油量/油酸/产量/株高/菌核病病级/倒伏,多环境 ≥150份×3环境 Excel/CSV 部分(需整理) 油菜所 4周
基因型数据 SNP芯片(50K/60K) ≥150份 VCF/PLINK 缺乏(需检测) 油菜所+分子室 8-12周
图像数据 菌核病叶片/茎秆照片 ≥100份×3张 JPG/PNG 部分 油菜所 2周
系谱数据 亲本组合/世代 全部材料 Excel 部分 油菜所 2周
大豆 表型数据 蛋白质/脂肪/产量/株高/倒伏/病害,多环境 ≥150份×3环境 Excel/CSV 部分 经作所 4周
基因型数据 SNP(50K+)或GBS ≥200份 VCF/PLINK 缺乏 经作所+分子室 8-12周
图像数据 病害叶片/整株考种/豆荚 ≥100份 JPG/PNG 部分 经作所 2周
品质数据 近红外+化学验证 ≥100份 Excel 充足 经作所 1周
甘薯 表型数据 鲜产/干物率/淀粉率/薯形/皮色/肉色/抗病 ≥100份×2环境 Excel/CSV 充足 薯类所 2周
图像数据 块根照片(标准背景+标尺) ≥100品系×10块 JPG/PNG 部分(需规范拍摄) 薯类所 4周
品质数据 淀粉/可溶性糖/胡萝卜素/花青素 ≥80份 Excel 充足 薯类所 1周
抗病数据 茎线虫/黑斑/根腐病鉴定 ≥50份 Excel 充足 薯类所 1周
花生 表型数据 荚果产量/出仁率/百果重/含油量/蛋白/抗病 ≥100份×2环境 Excel/CSV 部分 经作所 3周
图像数据 荚果/籽仁照片(标准背景+标尺) ≥80品系×30荚 JPG/PNG 部分(需规范拍摄) 经作所 4周
品质数据 含油量/脂肪酸组成(气相色谱) ≥80份 Excel 部分 经作所 3周
抗病数据 青枯病/叶斑病鉴定 ≥50份 Excel 部分 经作所 2周

8.2 数据准备关键行动

  1. 立即启动:4种作物的历史试验数据电子化整理(从Excel/纸质记录本→标准模板)
  2. 规范拍摄:甘薯块根、花生荚果/籽仁的图像采集需统一标准(背景/光照/标尺/角度)
  3. 基因型检测:油菜和大豆的SNP芯片检测是GS分析的前提,需尽快安排(检测周期8-12周)
  4. 数据标注:AI图像识别技能需要人工标注数据(病斑分割/形状分类),需育种专家参与
  5. 数据治理:建立院级育种数据标准(C-01技能),统一材料编号/性状编码/单位

九、技能质量评估与持续优化

9.1 技能评估指标

评估维度 指标 目标值 评估方法
分析精度 GS预测精度(交叉验证r) 产量≥0.35、品质≥0.55 历史数据回测
病害识别准确率 ≥85% 人工验证集测试
图像计数误差率 ≤10% 与人工计数对比
专家认可 育种家经验符合度 ≥80% 育种专家盲评
分析结论采纳率 ≥70% 实际育种决策跟踪
使用频率 月均调用次数 P0≥20次/月 系统日志统计
活跃用户数 ≥10人 用户行为分析
用户满意度 满意度评分 ≥4.0/5.0 问卷调查
问题反馈响应时间 ≤24小时 工单系统

9.2 技能测试方法

  1. 回测验证:用历史已知结果的数据集(如已审定品种的历史数据)运行技能,比较分析结果与实际表现
  2. 对照验证:与传统分析方法(如ASReml/R包的GS分析)结果对比,确保一致性
  3. 专家盲评:育种专家在不知道哪些是AI结果的情况下,评估分析结论的合理性
  4. 田间验证:将AI推荐的亲本组合/品系筛选结果用于实际育种,跟踪后代表现

9.3 持续优化机制

优化周期 优化内容 责任人
每季度 根据新一季试验数据更新GS模型参数、性状参考范围;修复使用中发现的问题 技能管理员+育种专家
每半年 技能精度评估报告;参数调优;新增性状/功能 项目组
每年 技能版本大更新;新作物/新技能开发;与神农团队同步升级 项目组+神农团队
持续 育种家反馈收集与处理;使用数据监控;异常告警 技能管理员

9.4 技能共享与推广

  1. 院内共享:所有定制技能在院内神农Studio用户中共享,统一版本管理
  2. 体系共享:通过国家产业技术体系1岗8站,与其他试验站共享技能和数据模板
  3. 区域推广:与四川省内其他农科院(如四川省农科院、各市州农科院)交流共享
  4. 反馈神农:将验证有效的作物技能和数据反馈给中国农大神农团队,推动纳入官方技能库

十、总结

本规划为南充市农科院4种核心作物(油菜/大豆/甘薯/花生)设计了22个神农定制技能,其中P0必须8个、P1重要10个、P2可选4个,总工作量约168人天。核心策略是:

  1. 优先P0技能:8个P0技能覆盖4种作物的最核心分析需求(GS/品质/图像AI),在POC期和核心期完成
  2. 数据先行:基因型检测和图像规范采集是技能开发的前提,需立即启动
  3. 育种专家深度参与:技能的参数预设、性状标准、质量评估都需要育种专家主导
  4. 持续迭代优化:技能不是一次性开发完成,而是每季度/每年持续优化的活系统
  5. 共享推广:通过产业体系和区域合作,扩大技能影响力,同时争取神农团队官方认可

本文档基于神农育种Studio skill-creator能力和南充市农科院4种核心作物育种需求编制,技能参数预设需在实际使用中持续校准优化。