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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

“新农人”探路智慧畜牧养殖******

　　一大早，辽宁省庄河市栗子房镇兴隆村养牛大户孙朋就通过手机上的程序查看肉牛的健康信息，“我养的156头肉牛的右耳都统一佩戴电子耳标，上面还印着二维码。”

　　“20岁的时候就想着走出农村去城市打拼。”36岁的孙朋曾在大连的电子企业工作多年，“这些年，国家惠农政策越来越好，心里就有了回乡创业的火苗。”2015年，回乡的孙朋办起了肉牛养殖场。

　　经过几年的摸索，孙朋逐渐成了养牛的行家里手，“前几年，我养殖的规模没超过100头，但从去年开始，我盘算着扩大养殖规模，大干一场。”孙朋投资150多万元新建了可饲养200头肉牛的现代化养殖场，“新建养牛场花光了积蓄，才发现自己没留足购买牛犊等周转资金。”

　　“咱没有商品房和门市房等抵押物，没法从银行抵押贷款。”孙朋一度愁眉不展。中国农业银行大连庄河支行客户经理石凤天在例行走访中了解到孙朋的资金需求，“‘智慧畜牧贷’是农行的创新产品，以牲畜为抵押物，通过为牲畜佩戴电子耳标，既实现对抵押物的实时跟踪，也为养殖户提供了对牲畜测温等监测手段。”

　　“仅用10天，30万元贷款就到账了。”孙朋说，他用贷款资金购置了几十头牛犊，“在养殖场育肥饲养1年就能出栏，每头肉牛能赚5000元左右。”

　　1000多平方米的钢架养殖场内，孙朋的父亲孙广明正顺次添加草料，156头肉牛悠然地嚼食草料，“耳标就是牛的‘身份证’，可以记录肉牛的运动、体温等数据，数据会实时传到网上。”

　　“我们可以通过手机实时查询肉牛的数据，比如肉牛的体温突然发生变化，说明可能生病了，这样就能立即诊治。”尝到“智慧畜牧”甜头的孙朋信心满满，“我准备再购进四五十头牛犊，一点点积累，将来我要当庄河最大的肉牛养殖户。”（经济参考报记者 蔡拥军 郭翔）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）