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
辽宁在牛河梁遗址附近发现大型红山先民聚落址******
中新社沈阳2月3日电 (记者 韩宏)记者3日从辽宁省文物考古研究院获悉,在距离辽宁省朝阳市牛河梁遗址6.5公里的上朝阳沟村,发现了一处大型红山先民的聚落遗址,为“红山古国”原生型文明起源增加了新的证据。
2022年6月,为配合赤峰至绥中高速公路(G4515)凌源至绥中段建设,考古人员对此前调查发现的上朝阳沟遗址进行考古勘探。
上朝阳沟遗址地处牤牛河支流东岸,面积约12万平方米,是目前牛河梁遗址周边地区调查发现的面积最大遗址,考古人员2022年实际勘探面积大约10万平方米。通过考古勘探,发现了27座房址。由于还未进行全面考古发掘,目前没有更为详细的考古发掘资料。根据勘探情况分析,这些房址平面近似“凸”字形,为直壁、平底的半地穴式房屋,建有长门道。
据介绍,目前牛河梁遗址周边地区开展的考古工作主要是围绕墓地及祭祀中心进行的,对不同等级礼仪中心及祭祀行为研究较为深入,但与之相关的红山文化大型聚落址系统性发掘工作明显不足,缺乏居住址材料,这就无法完整展现红山先民的生产、生活以及社会组织结构等更多具体而生动的细节。
辽宁省文物考古研究院(省文物保护中心)副院长李新全表示,通过这次考古勘探以及下一步的发掘工作,可以进一步明确上朝阳沟遗址的房址结构及聚落布局,填补牛河梁遗址周边地区大型聚落址发现与研究的学术空白,为继续寻找红山文化其他大型聚落址提供参考资料,进而在充分考虑地域环境等影响因素基础上探索红山文化发展的动力机制和区域特征,从而为最终探讨“多元一体”中华文明起源研究的红山模式提供实证材料。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)