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

全球首例糖尿病患者通过猪胰岛移植摆脱外源性胰岛素******

　　中新社长沙1月12日电 (付敬懿)中南大学湘雅三医院12日对外透露，经该院复查，全球首例2型糖尿病肾移植术后猪胰岛移植患者的糖化血红蛋白、餐后血糖、肾功能正常，实现了外源性胰岛素完全脱离。这是全球首例猪胰岛异种移植治疗糖尿病实现完全摆脱胰岛素，异种胰岛移植取得重要突破。

　　该患者有23年糖尿病史，即使每日使用大量外源性胰岛素，仍出现血糖代谢失控，发展为肾功能不全尿毒症，需要频繁的血液透析维持生命。2019年患者接受肾移植手术，但因糖尿病未得到控制，三年后移植肾出现了损伤。

　　2022年11月，中南大学湘雅三医院放射科教授王维团队联合移植科、内分泌科及营养科等组成胰岛移植多学科会诊(MDT)团队，在前期大量研究数据的基础上，为患者有针对性地设计了移植治疗方案。该方案核心内容为团队原始创新的技术体系，包括猪胰岛提取、免疫耐受诱导为主的新型抗排斥方案，微创手术途径及术后并发症的监测计划。

　　出院时，患者的糖尿病相关指标得到明显改善，糖化血红蛋白恢复至正常范围，由术前的9%恢复到正常的5.4%，每日外源性胰岛素总量较术前减少近一半。更重要的是，患者移植肾功能恢复正常，改变了移植术前糖尿病对移植肾的损伤效应。

　　出院后经两个月恢复，猪胰岛移植对患者糖尿病治疗的疗效进一步显现，糖化血红蛋白、肝功能、肾功能、血糖检测均维持正常水平。患者目前精神状况好，可胜任日常工作，实现了外源性胰岛素完全脱离。

　　据悉，糖尿病是严重影响人类健康的重大慢性疾病，中国糖尿病患者数量已高达约1.4亿。胰岛移植可以治愈糖尿病，人源性供体极度短缺是限制该技术应用的瓶颈，异种移植可有效解决供体短缺。(完)