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
剪纸馆盈满中国红 烟台非遗人巧手片纸展宏“兔”******
(新春走基层)剪纸馆盈满中国红 烟台非遗人巧手片纸展宏“兔”
中新网烟台2月3日电 题:剪纸馆盈满中国红 烟台非遗人巧手片纸展宏“兔”
记者 王娇妮
当非遗剪纸遇上癸卯年,国家级非物质文化遗产——烟台剪纸项目代表性传承人梁巧艳比往年更忙了。把小剪纸从装饰品变成大产业,用剪纸的语言讲述中国故事,是她的新年目标。
走进位于烟台所城历史文化街区的剪纸馆,“中国红”扑面而来。窗户上贴着红红的窗花,大人小孩围坐桌前剪图样。墙上、架子上展示着不同风格、不同题材的剪纸作品、文创产品,用“一抹红”向来到馆里的海内外游客传递中国年味儿。
图为梁巧艳在剪窗花。 王娇妮 摄据悉,烟台剪纸历史悠久,样式品类丰富。其中“单色、勾绘染色、衬色、拼色”等技法呈现出浓厚的生活情趣,2008年入选国家级非物质文化遗产名录。
“小时候,窗花里的故事令我着迷,每看到不同图案的剪纸就缠着奶奶给我讲故事,‘刘海戏金蟾’‘八仙过海’之类的传说都通过窗花纹样走进我的脑海。”梁巧艳告诉记者,她出生于剪纸世家,5岁开始画窗花、学剪纸,与剪纸有着解不开的缘分。
图为梁巧艳创作的剪纸作品《芝罘仙境》。 受访者供图长大后,梁巧艳不断钻研技艺,挖掘当地题材,拜访国内外名家,并在创新中积累经验。“一刀一纸”不足以概括剪纸,在她看来,最重要的还是“故事性”,要能够“纸中生意”“纸中传情”。
近年来,梁巧艳聚焦身边带有正能量的人和事,以纸为媒讲故事,在烟台城市发展、乡村振兴、国之重器等题材上,不断推出优秀作品。
图为剪纸衍生品。 王娇妮 摄“耗时最多,也最有意义的作品是胶东红色文化主题创作。当时我跟随专家一起重温胶东革命历程,创作出百余幅剪纸,以此传承红色基因,同时希望向人们传达要珍惜现在幸福生活的涵义。”梁巧艳称。
剪纸不仅能贴在窗上,还能“解锁”更多场景。当剪纸与生活用品、办公文具甚至是网络游戏相结合时,又开发出大量符合年轻人审美的新产品。如今,梁巧艳的剪纸工作室不断发展壮大,订单越来越多。
图为梁巧艳在介绍烟台剪纸。 王娇妮 摄“不少企业找到我,希望私人订制剪纸产品,作为礼物送给海外客户。”梁巧艳称,这些礼物将中国非遗与中国企业发展相结合,在“出海”的同时,也把中国故事越传越远。
随着网络直播的流行,梁巧艳把剪纸课堂从学校、社区搬进了直播间。在年前开设的一场双语角网络课堂上,许多泰国、俄罗斯学生通过直播学剪纸,在“现场教、现场剪”的云端,中外师生共同经历剪纸带来的美好时刻。
“作为非遗人,不应该排斥新事物,而应该不断拓展传播渠道。”梁巧艳告诉记者,只有不断壮大产业,才能促进更多的剪纸艺人创作出好作品,巧手片纸间,也能大展宏“兔”。(完)
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