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
澳门海事及水务局局长:大藤峡建成将长效解决澳门供水问题******
中新网南宁1月14日电 (杨陈 陈沿佑 陈冠言)“这两年咸潮对澳门还是有影响的,但是因为有大藤峡水利枢纽的调节作用,所以澳门能够在冬春枯水期平安度过。”广西政协委员、澳门海事及水务局局长黄穗文14日表示。
1月11日至15日,广西壮族自治区政协第十三届一次会议在南宁召开。黄穗文会期接受了中新网记者采访。
在澳门经济社会发展的历史中,保障供水安全是其中重要一环。从早期自给自足到内地挑水,到1959年开始珠海建设向澳门输送原水的设施,再到澳门回归后,水利部珠江水利委员会从整个流域层面统筹规划珠澳供水保障措施,对澳供水形成了稳定的合作机制。在这过程中,与澳门一水相依的广西发挥着重要作用。
黄穗文长期从事澳门海上安全和水资源管理工作,2004年至2006年间,澳门持续出现的咸潮灾害让其记忆犹新。“当时我们自来水咸度达到了500多毫克/升,国标是250毫克/升以下,社会面上市民都在抢购矿泉水。”
澳门地形多低矮丘陵,无河流湖泊,可蓄地表水条件差,不具备建大中型水库的条件,淡水资源奇缺。从地理位置上看,澳门又位于西江入海口,地处咸淡水交汇的区域,咸潮沿磨刀门水道上溯淹没取水口,成为枯水期影响澳门供水的最大威胁。
黄穗文回忆说,当时已有短、中期的淡水供澳措施。“短效措施是调水压咸;中效措施是建造竹银水库,建好后可起到调节作用,帮助珠海和澳门度过两三个月的枯水期。但要彻底解决供水问题,广西的大藤峡水利枢纽工程是关键。”
大藤峡水利枢纽工程是珠江流域防洪控制性枢纽工程,也是两广合作、桂澳合作的重大工程。工程坝址位于珠江流域黔江河段大藤峡峡谷出口(即广西桂平市南木镇弩滩村),距离桂平黔江大桥约6.6公里。建成后,珠江三角洲地区的水资源分配不均、上游洪水暴发、突发性水污染问题都可通过该枢纽及时应对。
黄穗文是大藤峡水利枢纽工程的推动者和见证者,曾多次带队到广西实地考察,并作为澳门特区政府代表与珠江水利委员会签署了《澳门特别行政区援助建设大藤峡水利枢纽工程合作协议书》。
“2009年澳门特区政府拨款8亿元人民币,用于广西大藤峡库区移民安置、水土保持和环境治理。作为受益方,我们希望对整个流域的生态保护方面出一份力。”黄穗文说。
经过多年建设,截至目前,大藤峡水利枢纽工程已有5台机组投产发电,剩余3台机组正按计划有序安装,计划2023年年底前全部投入运行。
黄穗文表示,大藤峡建成后蓄水量已经足够保障澳门用水安全。“原来从内地调淡水到澳门需要一个多星期,如今大藤峡开闸放水后只需3天,澳门市民就能用上来自西江的淡水。”
谈及未来,黄穗文认为,澳门与广西在水运方面有很多合作的机会。“有业界人士提出想通过西江内河航道,将货品拉到澳门来,我们将积极配合,希望未来能够进一步推动澳桂水上运输方面的合作。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)