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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

持续推进“地趴粮”整治******

　　农户科学储粮关系农民增收和国家粮食安全。今年东北三省一区粮食产量占全国粮食产量的比重超过26%，保障国家粮食安全“压舱石”作用凸显。然而，东北“地趴粮”现象仍然存在，农户储粮损失仍然较为严重。

　　“地趴粮”是存在于我国东北和西北地区的一种传统储粮方式，以玉米储存为主。新收获的玉米水分大，每年秋收之后脱粒之前，农民习惯将新收获的玉米堆放在院子里或者地里晾晒。中国农业大学经济管理学院教授武拉平认为，北方“地趴粮”形成的主要原因，是农户储藏设施缺乏。“地趴粮”容易被鼠咬虫蛀鸟食，遇到雨雪天气，极易发生霉变坏粮。应引导农户科学储粮安全储粮，确保农民增产增收，增加粮食有效供给。

　　建设完善立体储粮设施

　　吉林四平市双辽市卧虎镇前六家子村党支部书记、种粮大户王艳秋今年种了4500亩玉米，由于储粮设施投入不足，只储存了十分之一左右的玉米穗，其余全部卖掉了。王艳秋说，明年要整村推进“地趴粮”整治，争取把新收获的玉米尽可能储存起来，择机售粮，实现种粮收益最大化。

　　让“地趴粮”站起来，折射出农户储粮方式的变化。吉林省粮食和物资储备局仓储管理处处长冯锡仲介绍，吉林省加大财政资金支持力度，根据农户庭院储粮条件和经济状况，支持引导农户通过搭栈子、上楼子、码趟子以及搭建风道、建设简洁安全的钢结构立体储粮装具等方式，实现简易立体储粮；对劳动力不足的农户，鼓励利用村集体建设用地、闲置区域等，集中搭建立体储粮设施；对种粮大户、农业合作社等新型农业经营主体，利用现有仓储设施资源开展粮食产后服务，为他们提供“即时结算、延期服务、代烘干代储存”等服务，推动农户储粮方式向“存粮在库”精细化管理转变。

　　为减少农户储粮损失，2017年国家启动实施优质粮食工程，在全国建设粮食产后服务中心，为农户提供代清理、代烘干、代储存、代销售、代加工等“五代”服务。

　　乘着国家政策的东风，东北主产区持续推进农户安全储粮及推进“地趴粮”整治。黑龙江高度重视农户储粮减损，2018年至2020年期间，推广搭建了农户科学储粮装具11.41万套，全部投入使用每年可实现科学棒储玉米226.26万吨、减损6.16万吨。吉林省持续推进农户安全储粮工作，截止到2022年11月底，吉林全省农户立体储粮率达到90.5%，计划到2024年底全省消除“地趴粮”。

　　科学储粮实现减损增收

　　近年来，东北“地趴粮”逐渐减少，农户储粮损失大幅下降。据中国农业大学粮食经济研究团队2022年10月对全国27个省（区市）4548个农户的问卷调查结果显示，东北三省37.11%的玉米种植户收获后没有销售，以玉米楼子、栈子、吊子等储藏方式储存的玉米占25%；金属仓储存占19.44%，袋装占15.28%，“趴地”玉米所占比重不是很大，农户玉米储藏环节平均损失率为4.01%。

　　储粮环节是影响农民种粮收益的最后环节。现在东北农户摒弃“地趴粮”落后的储粮方式，实现立体储粮，可择机择价售粮，增强农户市场议价能力，实现好粮卖好价。黑龙江海林市长汀镇平安村村民卞树军告诉记者，他今年种了180亩玉米，把玉米穗储存到“玉米楼子”里，计划明年夏天再卖，期待卖个好价。

　　今年我国粮食再次实现高位增产，但粮食紧平衡的格局未变。冯锡仲说，改善储粮条件，消灭“地趴粮”，增强农户抵御风险的能力，减少粮食损失，再造“无形良田”，相当于增加了粮食有效供给；降低粮食生霉和坏粮风险，提高粮食品质，相当于提供优质粮源；粮食经过自然通风降水，达到安全水分，不需要烘干降水，实现了绿色可持续发展。

　　形成“地趴粮”整治合力

　　多年来有关部门一直倡议消灭“地趴粮”，但是东北地区“地趴粮”仍然存在，改善农户储粮条件，降低农户储粮损失还有较长的路要走。《粮食节约行动方案》明确指出，要支持引导农户科学储粮，在东北地区推广农户节约简捷高效储粮装具，逐步解决“地趴粮”问题。

　　“地趴粮”问题的形成既有地理环境、自然条件、风俗习惯等客观因素，也有思想行动等主观因素。冯锡仲告诉记者，吉林省粮食和物资储备局成立了工作专班，全力推进“地趴粮”整治工作。采取县市自查自评、省级部门核查和省级现场抽查相结合的方式，对县市“地趴粮”整治情况进行年度考核。

　　“地趴粮”形成的根子在思想，症结在储粮设施缺乏。武拉平认为，从中央到地方，都应积极采取措施消除“地趴粮”现象。应继续推广玉米籽粒收割，对玉米籽粒适当晾晒或烘干后进行销售或储藏。对于不宜或没有进行籽粒收割的农户，地方政府应适当支持农户建设玉米栈子或者玉米楼子等简易储粮设施进行离地立体储粮。对于没有较好储藏条件的农户，村集体应充分利用集体建设用地建设乡村集中储粮点，避免储粮不当带来损失。

　　粮食产后服务体系建设是优质粮食工程的重要内容，为农户储粮提供专业化社会化服务，能够有效解决农户储粮难的问题。武拉平认为，国家应继续实施优质粮食工程，建设更多粮食产后服务中心，并积极鼓励粮食产后服务中心与农民合作社、家庭农场、种粮大户合作，不断提升农户科学储粮减损能力。（记者刘 慧）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）