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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

【科普中国繁星追梦】董瑶海：让“天有可测风云”******

　　微信启动页面上的“地球”，你可能经常看见，这张长焦特写，正是出自目前最牛的静止轨道“地球摄影师”——风云四号A星。

　　从此前“蓝色弹珠”的地球摄影作品到新界面，普通用户看到的只是短短2秒的变化，但这背后，是我国科研团队多年的付出，董瑶海便是其中一员。

　　作为风云四号气象卫星总设计师，董瑶海从1986年起就一直从事“风云”卫星的研制工作。从“风云一号”到“风云四号”，从原来的科研星到业务星，从默默无闻到成为国际气象组织值班卫星，他见证了我国“风云”卫星事业的发展。

　　对他来说，气象卫星不是为了做而做，更是要有用，能够解决问题。他比任何人都更在乎“今天天气怎么样”这件事，而他最大的快乐则是卫星能够一次次精确地预报了台风、发现火灾，甚至是局部的暴雨，帮助国家减少损失。

　　2016年12月，随着风云四号顺利升空。董瑶海团队成功突破了高精度图像定位与配准、微振动测量与抑制等20余项关键技术，填补了多项国内技术空白，使我国静止轨道定量遥感卫星达到世界先进水平。

　　如今，在众多重要领域，风云家族成员个个身手不凡，业务覆盖近百个行业，持续为全球100余个国家和地区提供数据产品和服务。大千世界，气象万千，且看“风云”变幻！

出品人

杨　谷

总监制

宋乐永

总策划

战　钊 宋雅娟

编　导

蔡　琳

制　作

光明网科普事业部

联合出品

中国科协科普部 光明网

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）