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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

“三九四九冰上走” 数九歌背后有啥气象冷知识？******

　　自冬至开始，我国开始进入“数九寒天”，即人们常说的“进九”。作为我国冬季一种民间节气，九九歌背后有着怎样的气象知识？“三九”“四九”真的是一年里最冷的时候吗？来听听北京市气候中心气候预测与评估室副主任张英娟的回答。

　　三九天是一年中最冷的时候吗？

　　每天冬至后就开启了数九的序幕，俗话说“热在三伏，冷在三九”，可以看出一年是最冷的时段是在三九，通过统计分析也发现“三九”确实是一年是最冷的时段。不过，由于我国地大物博，不同地域之间还是有一定差异的，这主要差异体现在北方普遍在“三九”的时候气温最低，而南方最冷多在“四九”，这与太阳辐射有直接的关系。

　　数九歌背后有什么气象知识？

　　数九歌是古代民间传下来的一首歌谣，把一年中最冷的时段用歌谣的形式给形象描绘出来了。古代人民发现从冬至之日起到之后的81天时间里，是一年中最冷的时段，为了能熬过这寒冷的时段，人们就以九计数，有种“屈指度日”的感觉。其实是体现了我国古代人民的一种智慧。

　　这首歌谣里有一定的气象知识，描述了气温的变化以及各种物候现象的变化，比如柳树发芽、桃树开花、大雁归来等都是与气温有关。

　　一九二九不出手：冬至后的十八天内，气温迅速下降，冷到手不能放外面

　　三九四九冰上走：气温继续下降，到冬至后的一个月左右，天气是最“冷”的时候，河水封冻，河面结冰，可以在上面行走。

　　五九六九沿河看柳：气温逐渐回升，柳树发芽

　　七九河开，八九雁来：七九的时候，也就是冬至后两个月左右，河流开始解冻，大雁从南方飞回来。

　　九九加一九，耕牛遍地走：这个时候气温回升到了可以播种的时候了。

　　监　　 制：战　钊　　

　　策划/制作：蔡　琳 肖春芳

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）