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科学家利用人工智能加速葡萄育种

来源 2024-11-12 12:20:50 医疗资讯

  《光亮日报》(2024年11月07日 12版)

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  光亮日报北京11月6日电 记者杨舒从中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技巧广东省实验室深圳分中间)获悉,该所周永锋团队提出了一种应用人工智能进行葡萄育种的新办法,比拟传统办法,育种效力可进步4倍,大年夜幅缩短葡萄育种周期。该研究有望实现葡萄的精准设计育种,加快葡萄品种立异,并为其他多年生作物育种供给办法参考。相干研究成果于11月4日揭橥在国际期刊《天然·遗传学》上。

  21世纪以来,育种家提出分子育种,基于海量基因组的遗传变异数据进行分析猜测,以进步育种效力和精确度。个中,获取周全、精确的作物基因组数据是关键。

  周永锋团队自2015年开端聚焦葡萄设计育种,并于2023年宣布了首个葡萄完全参考基因组图谱。随后,该团队又陆续进行测序、组装,构建了今朝首个最周全、最精确的葡萄泛基因组。

  为进一步弄清楚葡萄基因与性状之间的接洽关系,周永锋团队从近万份葡萄品种中拔取了400多份有代表性的葡萄品种,持续3年对包含果穗大年夜小、果皮色彩等在内的29个农艺性状进行查询拜访,构建了葡萄基因型图谱和性状图谱。在此基本上,周永锋团队应用数量遗传学分析,剖断到148个与农艺性状明显相干的基因位点,个中122个位点为初次发明。

  中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员周永锋介绍,葡萄是多年生作物,种下一粒葡萄种子,从萌发到结出果实,大年夜概须要3年。而想要培养出好的葡萄品种,须要更久。今朝,育种界重要选择的办法仍是杂交育种,这种办法往往须要经由数十年的筛选,工作量极大年夜,且因为葡萄基因组高度复杂,杂交后,后代的杂交后果往往并不睬想。

  面对以上葡萄基因组和性状数据,周永锋团队引入人工智能中的机械进修技巧,解析基因型与性状数据间的复杂收集关系,构建了首个葡萄全基因组选择模型。与杂交育种须要根据葡萄成熟后的表型作出断定比拟,这种全基因组测序育种模式在葡萄幼苗时代,就可以经由过程计算机软件猜测其成熟后的性状。成果注解,结合了构造变异信息的多基因评分猜测模型,其猜测精确率高达85%。

  经由过程这一模型,育种专家可以快速精确地评估大年夜量葡萄育种材料的遗传潜力,从而更好地选择优良品种。同时,尽早剔除不相符前提的幼苗,削减了不须要的成本投入,大年夜大年夜进步葡萄的育种效力。今朝,相干研究成果已申请获批国度创造专利6项,已申请国际专利1项。

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