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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

中央农村工作会议系列解读③牢固树立大食物观  夯实农业强国建设基础******

　　作者：孙致陆 中国农业科学院农业经济与发展研究所

　　近日，习近平总书记在2022年中央农村工作会议上强调，“保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事”，“要树立大食物观，构建多元化食物供给体系，多途径开发食物来源”。这是恰逢其时、意义深远、安澜大局的谋划。大食物观，反映了我国粮食和重要农产品供给能力提升的现实，为加快建设有中国特色的农业强国开辟了新的战略路径。

　　从“粮食”到“食物”再到“大食物观”的转变，既立足于新时期国家粮食安全战略，也是与时俱进的理念创新。一方面，树立大食物观，是保障粮食安全的题中应有之义。要向森林要食物，向草原要食物，向江河湖海要食物，向设施农业要食物，向植物动物微生物要热量、要蛋白，构建可持续、多元化的食物供给体系，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。另一方面，树立大食物观，要从更好满足人民群众美好生活需要出发，掌握人民群众食物消费结构变化趋势，在确保粮食供给的同时，保障肉类、蔬菜、水果、水产品等各类食物稳定安全供给，让食物品类更加丰富、结构更加优化、品质更有保障，牢牢守住人民群众“舌尖上的幸福”。

　　我国有14多亿人口，每天要消耗70万吨粮食、10万吨食用油、192万吨蔬菜和23万吨肉，粮食和重要农产品稳定安全供给是“国之大者”。2022年我国粮食总产量为13730.6亿斤，已连续8年保持在1.3万亿斤以上，续写了用世界9%的耕地和6%的淡水养活世界近20%人口的奇迹。但也应该看到，在内部，今后我国粮食和重要农产品继续稳产增产面临的资源、环境、科技等方面的约束会越来越大，并且近年来，较高的生产成本、较高的食物损失与浪费率、不合理的居民饮食结构等因素导致我国粮食和部分重要农产品进口量呈持续增长态势；在外部，当今世界正处于百年变局与世纪疫情交汇之际，国际经贸摩擦频发、全球产业链供应链价值链加速重构、地缘政治冲突与阵营对抗加剧和新冠疫情持续，导致全球农产品市场面临的不稳定性和不确定性明显增强，极大地增加了我国粮食安全面临的外部风险和压力，对我国食物供需平衡也带来了前所未有的冲击和挑战。

　　面对复杂多变的国内外严峻形势，如何稳定安全地满足人民群众日益多元化、健康化、个性化的食物消费需求？这需要在生产端、消费端、流通端和贸易端同时发力，推动大食物观落地、落实、落细、落好，夯实农业强国建设基础。

　　在生产端，要在保护好生态环境的前提下，抓住耕地和种子两个要害，从耕地资源向整个国土资源拓展，宜粮则粮、宜经则经、宜牧则牧、宜渔则渔、宜林则林、宜果则果、宜菜则菜，依靠科技和改革的双轮驱动，形成同市场需求相适应、同资源环境承载力相匹配的现代农业生产结构和区域布局，持续增强“多元、营养、健康”食物的国内供给能力。

　　在消费端，要加强膳食营养与健康知识的宣传和教育，强化全社会“大食物观”共识，培养居民尽快形成科学健康、杜绝浪费的良好饮食习惯，优化膳食结构，平衡膳食营养摄入，推动居民饮食结构尽快由“吃得饱”“吃得好”向“吃得营养”“吃得健康”转型。

　　在流通端，要以“大粮食”“大产业”“大市场”“大流通”为理念，以建设农产品全国统一大市场和大流通体系为抓手，从顺应生产端和消费端的供需结构变化出发，全面发力打通食物供应链的各个环节，提高流通效率，降低流通成本，确保多元化食物产得了、运得出、供得上、供得优。

　　在贸易端，要依靠制度型开放推进更高水平的农业对外开放，消除和防范国内国际农产品市场双循环面临的障碍和风险，推动“一带一路”农业国际合作高质量发展，增强粮食和重要农产品全球供应链的韧性，加快构建充分利用国内国际两个市场、两种资源的食物稳定安全供给大格局。

　　“食为政首，粮安天下”。牢固树立大食物观，提高粮食和重要农产品稳定安全供给能力，是建设农业强国的安全底线和重要物质基础，必须立足现实国情，做好顶层设计，加强资源要素有效配置，以推动尽快实现建设有中国特色的农业强国的宏伟目标。

　　（本文为国家自然科学基金国际合作与交流项目（项目编号：71961147001）的阶段性成果）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）