近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所小麥基因資源發(fā)掘與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，成功開發(fā)一款深度學(xué)習(xí)框架DeepWheat，可實(shí)現(xiàn)跨組織、跨品種的基因表達(dá)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，為作物智能設(shè)計(jì)育種提供了全新的預(yù)測(cè)工具。相關(guān)研究成果發(fā)表在《基因組生物學(xué)（Genome Biology）》上。
小麥作為基因組龐大、冗余度高的復(fù)雜作物，其基因表達(dá)具有明顯的組織和發(fā)育階段特異性，而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)并評(píng)估小麥不同組織和品種中基因組變異對(duì)基因表達(dá)和調(diào)控活性的影響，可為小麥智能設(shè)計(jì)育種和解析重要農(nóng)藝性狀的形成提供新路徑。
研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)小麥多個(gè)組織和時(shí)期的表觀組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)整合，構(gòu)建了兩個(gè)互補(bǔ)的核心模型，并開發(fā)出一款由雙模型協(xié)同組成的深度學(xué)習(xí)框架——DeepWheat。該工具可有效識(shí)別關(guān)鍵調(diào)控元件變異對(duì)不同組織基因表達(dá)和調(diào)控元件影響的差異效應(yīng)，最終在小麥中實(shí)現(xiàn)組織特異性基因表達(dá)的高精度預(yù)測(cè)，同時(shí)也可在擬南芥、水稻和玉米等作物中應(yīng)用。該學(xué)習(xí)框架的研發(fā)為小麥智能育種提供了有力工具和可落地的人工智能解決方案。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。（通訊員：田浩園）
