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提速近10倍！基于深度学习的全基因组选择新方法来了******

　　近日，中国农业科学院作物科学研究所、三亚南繁研究院大数据智能设计育种创新团队联合多家单位提出利用植物海量多组学数据进行全基因组预测的深度学习方法, 可以实现育种大数据的高效整合与利用，将助力深度学习在全基因组选择中的应用，为智能设计育种及平台构建提供有效工具。相关研究成果发表在《分子植物（Molecular Plant）》上。

　　全基因组选择作为新一代育种技术，通过构建预测模型，根据基因组估计育种值进行早期个体的预测和选择，从而缩短育种世代间隔，加快育种进程，节约成本，推动现代育种向精准化和高效化方向发展。

　　统计模型作为全基因组选择的核心，极大地影响了全基因组预测的准确度和效率。传统预测方法基于线性回归模型，难以捕捉基因型和表型间的复杂关系。

　　相较于传统模型，非线性模型（如深度网络神经）具备分析复杂非加性效应的能力，人工智能和深度学习算法为解决大数据分析和高性能并行运算等难题提供了新的契机，深度学习算法的优化将会提高全基因组选择的预测能力。

　　该研究团队以玉米、小麦和番茄3种作物的4种不同维度的群体数据为测试材料，通过创新深度学习算法框架开发了全基因组选择新方法。

　　与其他五种主流预测方法相比，该方法有以下优点： 可以利用多组学数据开展全基因组预测；算法设计中包含批归一化层、回调函数和校正线性激活函数等结构，可以有效降低模型错误率，提高运行速度；预测精度稳健，在小型数据集上的表现与目前主流预测模型相当，在大规模数据集上预测优势更加明显；计算时间与传统方法相近，比已有深度学习方法提速近10倍；超参数调整对用户更加友好。

　　该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、海南崖州湾种子实验室和中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。

学术支持

中国农业科学院作物科学研究所

记者

宋雅娟

新华全媒+·新春走基层丨当“找北”遇上极寒——“中国北极”热腾腾的“冷资源”******

　　1月10日，游客在漠河市北极村北字广场游玩。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　1月10日，在漠河市北极村，游客乘坐马拉爬犁。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　这是1月8日拍摄的漠河市北极村的清晨景象（无人机照片）。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　这是1月7日拍摄的漠河市北极村冰雪童话世界夜景（无人机照片）。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　1月7日，游客在北极村冰雪童话世界内游玩。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　1月7日，游客在漠河市北极村冰雪童话世界内游玩。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　1月7日，游客在漠河市北极村滑雪场内体验滑雪。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　1月7日，游客在漠河市北极村滑雪场内体验滑雪。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　1月7日，漠河市北极村民宿经营者史瑞娟在打扫门前卫生。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　1月7日，出站的游客在漠河火车站外拍照留念。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　1月7日，游客在漠河市北极村冰雪童话世界内游玩。

　　黑龙江省漠河市位于中国最北端，冬季漫长，气温极低，素有“神州北极”之称。近年来，漠河市借助当地“最北”与“极寒”的自然地理条件，大力推广冰雪文化，丰富冰雪旅游产品，吸引游客前来“打卡”，体验“极寒找北之旅”，变“冷资源”为“热经济”。

　　新华社记者 张涛 摄

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）