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
强冷空气正在路上!北京11日夜间开始云量增多******
强冷空气正在路上!北京今天夜间开始云量增多 阴冷上线需保暖
中国天气网讯今天(1月11日)夜间开始,北京天空云量将明显增多,阴冷上线,今明两天会出现小幅降温,预计明天的最高气温仅2℃左右。不过,这只是本周寒冷侵袭的“先头部队”,周末前后还会有一股势力更强的冷空气登场,届时北京将出现雨雪和大风降温天气,公众需注意防寒保暖。
昨天,北京虽然阳光在线,但气温已经较前两天悄然下滑,南郊观象台昨天的最高气温在7.5℃,较前一天的8.8℃有所回落。
今天,北京的气温还会继续小幅下降,根据北京市气象台今晨6时发布的预报,今天白天,北京多云转晴,北转南风2~3级,最高气温5℃;夜间晴转阴,南转北风1~2级,最低气温-2℃。
明天,北京阴,有偏北风1~2级,平原地区最高气温 2℃,山区最高气温0~2℃。
不过,这两天的降温也只是强冷空气到来前的“开胃菜”,真正的“暴击”还在后面。受一股强冷空气影响,北京周末前后将有雨雪现身,同时大风降温也会在双休日齐登场,速冻模式开启,公众需关注临近预报预警,提前做好防范雨雪和防寒保暖工作。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)