我科学家成功研发作物智慧育种新算法

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光明日报北京3月8日电 记者杨舒向中国农业科学院作物科学研究所了解情况，近日，该所作物智能设计算法模型创新研究组研发出新的人工智能算法，即自动化机器学习框架，该算法将农作物的气象环境大数据与基因组信息进行深度整合，实现了作物精准遗传分析及基因组预测，为作物智能设计育种提供了有力手段。相关研究成果发表在学术期刊《先进科学》上。

该负责人表示，农作物的高度、茎秆的粗细、节间的长短以及产量的多少等性状都属于作物的田间表型特征，这些特征的形成受到作物的基因构成、生长环境以及基因与环境之间相互影响共同作用的结果。在作物培育的实践环节中开元棋官方正版下载，能够精确预知作物的田间表型，对于提升培育工作的成效、压缩培育所需要的时间具有非常关键的作用。不过，惯常的基因图谱分析手段常常无视自然条件对作物实地性状的作用，造成在不同外界状态下，对庄稼实地性状的估算准确度总是不高。所以，把环境信息整合进基因图谱分析体系，兼顾遗传特性与自然条件的互相影响，是提高作物实地性状估算精确度的核心。

科研人员依托广泛环境条件下的玉米杂交品种资料，借助智能技术方法开yun体育官网入口登录app，构建了一套自动化机器学习系统，将环境状况与遗传物质特征有机结合，实施遗传学研究和基因图谱推算。与常规的基因组分析手段相比，这项算法展现出三个显著优势：首先，它能够综合处理遗传与环境数据；其次，它融合了多种前沿技术来优化模型构建过程，不仅加快了运算速度开yunapp体育官网入口下载手机版，还提高了预测的准确性，相较于传统统计方法，其计算时间能减少290倍，同时依然能维持良好的预测水准；最后，它借助特有的SHAP可解释方法来阐释模型，能够精确衡量遗传和环境因素对作物表型差异造成的影响。

该研究项目主管指出，这项工作有助于阐明基因与环境相互影响的生物学原理，并且能够为农业品种改良带来新的方法。