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
城市书屋,市民的“另一个家”******
【新春走基层】
光明日报记者 丁艳 王胜昔
“我很喜欢这个书屋!每次,我都会喊上几个同学一起来读书,累了就透过落地窗看看架子山的风景,或在外面的圆桌上一起讨论读书收获。有了书屋,我们的假期更充实了!”河南省信阳市羊山外国语小学六年级学生陈玥岐说。
记者看到,临近春节,城市书屋里坐满了前来阅读、休闲的市民。大家在这里体验到了不一样的获得感、幸福感,亲切地称它为“另一个家”。
陈玥岐神采飞扬地说:“我在这里已经把四大名著读了个遍。观三国烽烟,识梁山好汉,叹取经艰险,惜红楼梦断。书里神机妙算的诸葛亮、威风凛凛的武松、性格迥异的唐僧师徒等都让我难以忘怀。这个书屋环境舒适,藏书也很丰富。我和同学们都被中华传统文化的博大精深吸引。”
城市书屋不仅是孩子们的乐园,而且改变了周围市民的生活方式。自从有了城市书屋,大家的生活就添了一缕书香。时尚阅读室里,大爷们翻阅报纸查看各地新闻;儿童阅读室中,孩子依偎在妈妈身旁,眨巴着眼睛,听妈妈轻声讲着绘本故事……
书屋管理人尹秀秀经常被市民们的读书热情打动。“晚上9点,还有很多小朋友在这里阅读,看到认真的他们,我很感动,更加深刻地体会到‘美好生活看信阳’。”
“最是书香能致远,一屋芬芳润万家。”信阳市政协副主席、羊山新区党委书记刘璇坦言,建设城市书屋,是回应群众关切,健全公共文化服务体系,创造美好生活的生动实践。
据了解,除了读书品茗,城市书屋还有许多功能。书屋的社区课堂可以通过“两个更好”小程序预约,发起读书沙龙、文化交流和社区活动。书屋的商店,可以通过“两个更好”小程序链接信阳特色商家,扫码下单文创产品和本地助农产品,送货到家。
当地以书屋为圆心,连接更多的文化空间和群众文化活动。书屋东边的小广场是城市公共非遗空间。每个节气,都会举办热闹的市集活动,让更多人对非遗承载的中华优秀传统文化有感性的认识,让非遗融入都市人的生活。室外的儿童游乐场、休闲跑道则是小朋友放飞童心的快乐天地。
“有一片绿绿的大树,怀抱着小小的暖屋,屋顶有美丽的小花,站在金色阳光下。有许多暖暖的故事,都住在小小的暖屋,只要你静静去聆听,它能教会你幸福……”如歌曲《小暖屋》歌词中描绘的那般,城市书屋干净而优雅,美丽而朴实,智慧而温馨,用书香浸润着整个城市,引领着新年的新风尚。
《光明日报》( 2023年01月09日 03版)