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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

我是新时代的兵|驾驭黑色“巨鲸”的潜艇兵******

　　解说：我是赵满星，中国人民解放军海军潜艇某支队二级军士长。2014年，我们372潜艇正在执行战备训练任务，深夜突遇“水下断崖”，潜艇在大洋深处急剧下沉。

　　“水下断崖”，是因海水密度不同而形成。当潜艇从海水高密度海域进入海水低密度海域，潜艇的浮力会突然减少，专业上称这种现象为“掉深”。大多数常规潜艇的有效潜深为300米，如果不能迅速控制“掉深”，潜艇将急剧掉向海底，被海水巨大的压力解体，造成艇毁人亡。历史上，外国潜艇曾发生过因潜艇“掉深”造成的重大事故。

　　面对突发的严重“掉深”险情，372艇3名同志迅速封舱，全体官兵临危不惧坚守岗位，凭借过硬的军事素质和顽强的战斗作风与死神搏斗。180秒内，指挥员下达数十道口令，艇员们迅速完成500多个动作，关闭近百个阀门、开关。

　　终于，潜艇成功自救上浮，化险为夷，创造了世界潜艇史上遭遇“水下断崖”成功自救的奇迹。

　　解说：相对明星装备航母、四代战机，我们潜艇要维持低调。它无声、隐形，游曳在大洋深处，在人们的视线之外，借助水下的隐蔽性，预先潜伏在关键海域，战时从海中发动攻击。可以说，潜艇的存在足以遏制或影响战争进程。

　　解说：我国的第一支潜艇部队，于1954年6月19日在青岛正式成立。主要用于水下突袭、反潜和实施侦察，是对海上和岸上目标实施打击威慑和钳制的重要力量。

　　如今，人民海军已经拥有核动力和常规动力两大类潜艇。在潜艇上，“百人一杆枪”，各个岗位都与潜艇的生命力、战斗力相关。这就需要每一名潜艇官兵都拥有过硬的本领，成为技能“多面手”，不但要熟练操控设备，还要准确判断、排除故障。

　　“不是所有人都有机会住在‘龙宫’里！”，“更不是任何人都可以当潜艇兵”，潜艇兵的工作是“神秘”的，更是神圣的，如果将潜艇部队比作是维护国家主权和海洋权益，维护国家战略通道和海外利益安全的水下盾牌，那么潜艇兵就是那个手握盾牌的人。我们深爱这份职业，因为“我们这支部队，是为打仗而生，因胜利而存在，几十年来从未改变。”每一名潜艇官兵都明白，胜利就是我们追求的最高荣誉！我骄傲，我们是人民的潜艇兵！我自豪，我们保卫着祖国的海疆万里。

　　科学顾问：曹卫东

　　制片顾问：范文军

　　编 导：金 赫

　　动 画：景晨龙

　　鸣 谢：北京市人民政府征兵办公室

　　出 品：中国科协科普部 光明网

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）