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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

在盐碱地上种粮食是什么体验？这位“新农人”有话说******

　　手中有粮、心中不慌。为了保证老百姓的“米袋子”“菜篮子”，确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中，人们对粮食的珍惜和劳作一天都没有停息。如今，我们通过高效治理模式，开始向盐碱地要粮食产量。吉林省西部属于多盐碱地，“新农人”武在洲在盐碱地里种水稻，2022年，他喜获丰收。在盐碱地上种粮食，他经历了哪些困难，又有哪些收获？

　　吉林省大安市兆丰种植家庭农场负责人武在洲：我身后这堆稻谷就能卖到多少钱呢？80多万块。我这个晾晒场今年要是全能卖了，得卖将近600万元。以前村里人不信盐碱地能种出水稻，现在他们也服气了，纷纷跟着我一起干。听说大安市现在已经推广这种新技术70多万亩了，盐碱地真是变成了新粮仓。

　　吉林省大安市兆丰种植家庭农场负责人武在洲：我以前是干建筑的，挣了点钱，可农村出来的人总感觉离开土地不踏实。2015年决定回村种水田，没想到亲戚朋友全都反对。那时候三十来岁，年轻有冲劲，又看到已经有人开始种了，所以觉得自己也行。没想到头一年上秋，亩产就三四十斤，赔了个底朝天，想来想去不甘心，还是那句话，我不服，但这回我不再蛮干了，种盐碱地光有力气不行，还得有科技。

　　吉林省大安市兆丰种植家庭农场负责人武在洲：就是这块地给了我启发，给了我种植盐碱地的方法。这块地不是我的，是中科院专家的，上秋产量比我那高，平时长得也很茂盛，我就上他们这来学习了。

　　中国科学院大安碱地生态实验站高级工程师刘淼：他来到了我们大安碱地生态实验站，我们就给他推荐了现在的“大安模式”。

　　吉林省大安市兆丰种植家庭农场负责人武在洲：专家说你之前靠传统的水洗盐的办法改造盐碱地效果肯定不行，得是良田、良种、良法，“三良一体化”高效治理模式才行。有了新技术当年亩产就超过了800斤，以前没服过谁，这下我是真服气了，第二年我又承包了3000亩盐碱地。

　　吉林省大安市兆丰种植家庭农场负责人武在洲：这几年跟着中科院的专家，我不光学会了改地、种地，更懂得了其中的意义。我改种的盐碱地是国家十八亿亩耕地保护红线之外的土地，我多改一亩盐碱地就意味着国家多了一亩耕地。省里提出实施千亿斤粮食目标，最大的潜力就在我们西部盐碱地。

　　吉林省大安市兆丰种植家庭农场负责人武在洲：刚结束的中央农村工作会，又给我们吃了定心丸。要向盐碱地要粮食，要让黑土地多打粮食。我们的路子看来走对了，心里就更踏实了。新一年，我和我的小伙伴，还有帮扶我们的科技团队，把这条路要走得更稳，更远。让中国人的饭碗牢牢地端在自己手中！

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）