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日作関東支部報(2004)に発表.解説付き
Report of the Kanto Branch of the Crop Science Society of Japan
(Rep. Kanto Br. Crop Sci. Soc. Japan 19:54-55(2004)

 Windowsによる作物品種の家系分析用Prologプログラムの作成

       吉田智彦(宇都宮大学農学部)
 Windows Prolog Computer Program for Pedigree Analysis of Crop Cultivars
   Tomohiko Yoshida (Utsunomiya University)

 家系が複雑になった今日の作物品種の家系を分析することはコンピュータを利用しても煩雑である. 推論型のコンピュータ言語Prologの持つ,推論,再帰的処理,バックトラックなどの機能を利用する と(柴山ら 1986),系譜の血縁関係の処理が容易に行える(水田ら 1996). しかし水田らが作成し たデータベースやプログラムは,古いパソコン(DOS/V以前の機種)のMS-DOS上でのProlog処理系 によっていた.そこでここでは水田らが作成したデータベースやプログラムをWindows上で作動させ ようとした.

  材料と方法
 Windows版のPrologはSofnec社のAZ-Prolog for Win32を用いた.これにMS-DOS版Prologのデータ ベースやプログラムを移植した.

  結果と考察
 互換性を有するといっても若干の変更が必要であったが,おおむね問題なくWindows上でプログラムは 稼働し,作物品種の家系図作成,祖先を無制限にたどった近交係数計算,近縁係数計算などの家系分析が できた(第1表).容量制限が実用上ほぼなくなり,膨大なデータベース管理が可能となった.従来同様 結果のファイル出力もできる.またWindows版では漢字使用が可能なので,漢字による家系図が作成でき た(第1図).

 なお,プログラムやデータベースは http://www.d1.dion.ne.jp/~tmhk/yosida.htmに掲載してあり, 誰でも利用してよい.
  引用文献
水田一枝・佐々木昭博・吉田智彦 1996.農業情報研究 5:19-28.
柴山悦哉・桜川貴史・荻野達也 1986.Prolog-KABA入門.岩波書店,東京.301.

第1表 水稲主要37品種間の近縁係数.対角線上の数字は品種番号.
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1  きらら397    1
2  ほしのゆめ     0.64  2
3  キタヒカリ     0.21 0.19  3	
4  つがるロマン   0.13 0.23 0.08  4
5  ゆめあかり     0.16 0.27 0.09 0.45  5
6  むつほまれ     0.11 0.12 0.06 0.31 0.24  6
7  アキヒカリ     0.09 0.11 0.05 0.37 0.27 0.54  7	
8  トヨニシキ     0.13 0.15 0.08 0.41 0.31 0.50 0.61  8
9  ひとめぼれ     0.20 0.25 0.10 0.36 0.46 0.22 0.20 0.29 9
10 ササニシキ     0.14 0.18 0.10 0.38 0.36 0.33 0.37 0.60 0.32  10
11 あきたこまち   0.17 0.35 0.10 0.60 0.67 0.20 0.19 0.29 0.50 0.36  11	
12 キヌヒカリ     0.16 0.18 0.07 0.25 0.32 0.22 0.17 0.22 0.43 0.24 0.34  12
13 農林1号       0.26 0.25 0.16 0.24 0.32 0.24 0.18 0.30 0.42 0.33 0.31 0.35  13
14 ホウネンワセ   0.19 0.21 0.11 0.29 0.36 0.29 0.20 0.32 0.44 0.38 0.38 0.39 0.53  14
15 トドロキワセ   0.20 0.19 0.09 0.25 0.30 0.41 0.24 0.30 0.33 0.27 0.28 0.42 0.45 0.61  15	
16 オオチカラ     0.07 0.10 0.05 0.15 0.19 0.10 0.10 0.15 0.22 0.17 0.20 0.15 0.15 0.20 0.14 16
17 コシヒカリ     0.24 0.30 0.11 0.41 0.55 0.23 0.20 0.32 0.80 0.38 0.62 0.53 0.53 0.53 0.38 0.26  17
18 ハナエチゼン   0.14 0.18 0.08 0.26 0.32 0.19 0.15 0.25 0.40 0.31 0.35 0.30 0.34 0.49 0.32 0.17 0.49  18
19 越路早生       0.19 0.21 0.11 0.29 0.36 0.23 0.20 0.32 0.44 0.38 0.38 0.33 0.53 0.53 0.38 0.20 0.53 0.37 19
20 ふさおとめ     0.17 0.21 0.09 0.31 0.39 0.20 0.18 0.27 0.70 0.31 0.43 0.37 0.38 0.47 0.33 0.19 0.64 0.70 0.41  20
21 ハツシモ       0.07 0.12 0.06 0.23 0.24 0.15 0.18 0.21 0.16 0.31 0.30 0.12 0.06 0.19 0.14 0.12 0.19 0.17 0.19 0.17  21 
22 あいちのかおり 0.11 0.16 0.07 0.27 0.30 0.18 0.19 0.24 0.38 0.29 0.35 0.23 0.18 0.27 0.22 0.15 0.39 0.24 0.27 0.31 0.57 
23 祭り晴         0.12 0.15 0.07 0.25 0.29 0.17 0.17 0.23 0.45 0.24 0.32 0.25 0.19 0.30 0.23 0.15 0.43 0.26 0.30 0.35 0.10
24 朝の光         0.08 0.11 0.05 0.20 0.22 0.14 0.15 0.20 0.30 0.22 0.25 0.17 0.08 0.24 0.17 0.13 0.27 0.20 0.24 0.25 0.19
25 月の光         0.08 0.11 0.05 0.20 0.22 0.14 0.15 0.20 0.30 0.22 0.25 0.17 0.08 0.24 0.17 0.13 0.27 0.20 0.24 0.25 0.19
26 ミネアサヒ     0.16 0.19 0.08 0.30 0.36 0.21 0.20 0.26 0.59 0.26 0.39 0.34 0.30 0.36 0.29 0.18 0.59 0.32 0.36 0.45 0.14
27 農林29号       0.08 0.13 0.06 0.25 0.27 0.15 0.15 0.22 0.26 0.30 0.33 0.17 0.06 0.28 0.17 0.18 0.28 0.24 0.28 0.25 0.31
28 ヤマビコ       0.06 0.09 0.03 0.19 0.21 0.12 0.12 0.19 0.24 0.23 0.24 0.16 0.03 0.27 0.16 0.13 0.27 0.21 0.27 0.23 0.19
29 農林22号       0.11 0.18 0.06 0.35 0.40 0.22 0.21 0.35 0.47 0.42 0.45 0.31 0.06 0.53 0.30 0.26 0.53 0.40 0.53 0.44 0.31
30 レイホウ       0.04 0.05 0.02 0.11 0.13 0.10 0.11 0.13 0.14 0.12 0.13 0.09 0.02 0.14 0.11 0.07 0.14 0.14 0.14 0.14 0.09
31 ホウヨク       0    0    0    0    0.02 0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0.06 0    0.03 0
32 農林18号       0.04 0.05 0.06 0.05 0.06 0.03 0.03 0.05 0.06 0.06 0.07 0.04 0.06 0.06 0.04 0.03 0.06 0.05 0.06 0.05 0.06
33 ヒノヒカリ     0.15 0.19 0.08 0.30 0.37 0.19 0.18 0.26 0.55 0.28 0.41 0.34 0.29 0.37 0.27 0.18 0.61 0.33 0.37 0.44 0.16
34 ニシホマレ     0.03 0.04 0.02 0.09 0.10 0.06 0.06 0.09 0.12 0.11 0.12 0.07 0.02 0.12 0.07 0.06 0.12 0.11 0.12 0.11 0.10
35 コガネマサリ   0.06 0.09 0.03 0.18 0.19 0.13 0.14 0.18 0.26 0.20 0.21 0.14 0.04 0.23 0.16 0.12 0.23 0.18 0.23 0.22 0.16
36 夢つくし       0.20 0.24 0.09 0.33 0.44 0.22 0.18 0.27 0.62 0.31 0.48 0.77 0.44 0.46 0.40 0.21 0.77 0.39 0.43 0.50 0.16
37 日本晴         0.05 0.09 0.03 0.18 0.20 0.12 0.11 0.17 0.22 0.21 0.23 0.15 0.03 0.25 0.14 0.12 0.25 0.19 0.25 0.21 0.18
    平均          0.16 0.20 0.10 0.28 0.31 0.22 0.21 0.27 0.36 0.29 0.33 0.27 0.25 0.33 0.27 0.17 0.39 0.28 0.32 0.32 0.20

22 あいちのかおり   22
23 祭り晴         0.41  23
24 朝の光         0.26 0.50  24
25 月の光         0.26 0.66 0.68  25
26 ミネアサヒ     0.57 0.66 0.32 0.32  26
27 農林29号       0.28 0.28 0.31 0.31 0.24  27
28 ヤマビコ       0.20 0.31 0.41 0.41 0.22 0.27  28
29 農林22号       0.36 0.41 0.40 0.40 0.41 0.50 0.52  29
30 レイホウ       0.12 0.14 0.13 0.13 0.14 0.14 0.14 0.26  30
31 ホウヨク       0    0    0    0    0    0    0    0    0.50  31
32 農林18号       0.06 0.05 0.04 0.04 0.05 0.06 0.04 0.06 0.02 0    32
33 ヒノヒカリ     0.33 0.48 0.47 0.47 0.49 0.26 0.34 0.45 0.14 0    0.05  33
34 ニシホマレ     0.10 0.16 0.22 0.22 0.11 0.14 0.34 0.23 0.19 0.25 0.02 0.17  34
35 コガネマサリ   0.23 0.46 0.62 0.62 0.30 0.26 0.54 0.42 0.13 0    0.04 0.51 0.28  35
36 夢つくし       0.31 0.34 0.22 0.22 0.46 0.23 0.22 0.42 0.11 0    0.05 0.47 0.10 0.19  36
37 日本晴         0.19 0.38 0.56 0.56 0.20 0.27 0.67 0.46 0.12 0    0.04 0.41 0.34 0.79 0.20  37
    平均          0.27 0.31 0.27 0.27 0.32 0.24 0.25 0.36 0.15 0.05 0.07 0.33 0.15 0.26 0.34 0.26
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    ***  コシヒカリ  の家系図  ***

  農林22号...農林8号....  愛国.....  
                                朝日......  
                農林6号....  上州......  
                                 器量好.....  
  農林1号....大場......  
                 陸羽132号..  愛国......  
                                 亀の尾..... 

第1図 Prologによるコシヒカリの漢字家系図作成.本データベースでは純系淘汰品種や
    変種などは一番昔のものの名を使用している.例;森田早生は大場とした.
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論文はここまで

[解説]
MS-DOS上のProlog-KABAを使用した近縁係数や近交係数の計算のためのプログラムは稲,大小麦,カンショなどの家系分析に大いに威力を発揮した.きわめて複雑になった最近の品種の特徴を,例えば“コシヒカリとの近縁係数”という形で数値化して特徴づけることができ,最近の品種の遺伝子源を探り,育種戦略を立てる際の強力な武器となった.

しかし,古いパソコンを大事に保存しておき,MS-DOS上でプログラムを走らせ,FDにデータをおとすのは大変かつ不安であり,Windows版への移植の必要性をここ数年感じていた.しかし,いかんせん,Prologというのは直感を要し,堅くなった頭で移植が可能かどうか,高い互換ソフトを買っても徒労に終わるのではないか,などなどで放置していた.

一念発起,2004年10月にPrologーKABAとの互換性をうたうSofnec社のAZ-Prolog for Win32を購入し,データやプログラムの移植を試みた.このプログラムは家系図作成と近縁(近交)係数の2つの部分からなっている.家系図作成はたいしたことしてないので,すぐ動くであろうと予測したが,世の中何事も簡単にはいかず.家系図作成からつまづいた.完全互換でない部分があった.

なんとか家系図が描けたが,近縁,近交係数計算には実数計算が必要で困難が予想された.しかしこれは意外にも,極一部での変更のみで比較的簡単にクリアでき,重要な部分での互換性は保たれていることが判明した.これでWindows使用の通常のパソコンで本プログラムが稼働可能となった.

Windows版では漢字が利用可能である.しかし数値解析のためには漢字にする必要はないと考える(してもいいが).漢字データでも計算可能なことは確認した.Prolog部分は半角なので,全角半角の混在した入力が煩雑となる.

MS-DOS版であった容量制限が実用上ほとんどない.水稲データの場合では,制限のためデータを分割して計算していたが,Windows版ではデータの量を気にする必要はない.現在,水稲のファイルには655品種のデータが入っている.ファイル出力が可能で,どんな多くの品種相互間の近縁係数や近交係数の行列値も可能.時間はかかるが,100余品種相互間の計算でも(つまり1万以上),一晩放置して翌朝はできあがっていた.

育種試験地で,手持ちの材料の解析を,ああでもない,こうでもないと行いたい人は,本データベースやプログラムを遠慮無くお使い下さい.自分の所の材料の両親名を本データに追加し,まず家系図を作成する.途中で祖先が切れていればそのデータ追加するが,主な品種のデータは完備しているので追加はほとんど必要ないと思う.AZ-Prologは高価だがお奨めします.是非,手持ち材料の解析を行い,公表して下さい.水稲以外,ビール大麦,小麦,カンショ,バレイショ,イチゴのデータが論文中に記したアドレスにUpされてます.

以上
(追加;現在はWeb版として本プログラムが動くようになっている.)