中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作科所領(lǐng)銜倡導(dǎo)基因組-環(huán)境組集成預(yù)測(cè)的智能育種新策略

　　9月7日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物分子育種技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，提出和倡導(dǎo)了大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)下的智能育種新策略——基因組-環(huán)境組集成預(yù)測(cè)。這一新策略的提出，將改變過(guò)去主要利用基因型和表型進(jìn)行選擇的育種模式，使未來(lái)育種能夠在基因型-表型-環(huán)境型全方位信息支撐下，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)特定基因型在特定環(huán)境下的表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的適應(yīng)氣候變化、適應(yīng)特定環(huán)境的定向育種。相關(guān)成果在線發(fā)表于《分子植物（Molecular Plant）》。

 

　　植物表型是其基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果。目前育種中所采用的基因組選擇技術(shù)大多是根據(jù)個(gè)體的基因型來(lái)預(yù)測(cè)表型，很少考慮個(gè)體所處環(huán)境對(duì)表型預(yù)測(cè)的影響。把一個(gè)基因型完全了解的個(gè)體置于環(huán)境因素已知的條件下，理論上就可以對(duì)其表型進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

 

　　該文章全面介紹了引入不同時(shí)空的環(huán)境型變異及其與基因型和表型的數(shù)據(jù)集成所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)對(duì)人工智能的挑戰(zhàn)，討論了基因組-環(huán)境組集成預(yù)測(cè)有關(guān)的概念及其模型的構(gòu)建、優(yōu)化與實(shí)施。有關(guān)基因、代謝途徑和網(wǎng)絡(luò)的信息可以轉(zhuǎn)化成為新一維的基因型數(shù)據(jù)，并集成到預(yù)測(cè)模型之中。基于預(yù)測(cè)的作物重新設(shè)計(jì)可以在微觀水平上針對(duì)基因、代謝和網(wǎng)絡(luò)，在宏觀水平上針對(duì)個(gè)體、群體和物種。文章展望了如何利用智能育種提升植物改良的遺傳增益，包括集成和利用各種育種技術(shù)和方法，通過(guò)平臺(tái)、技術(shù)、設(shè)施、群體、數(shù)據(jù)、模型、甚至育種材料的共享，實(shí)現(xiàn)資源利用和育種效率的最大化，在開(kāi)源育種和服務(wù)平臺(tái)的支持下，有效地開(kāi)展智能育種?；蚪M-環(huán)境組集成預(yù)測(cè)新策略將推動(dòng)智能育種和作物栽培生理等領(lǐng)域的重大變革。

 

　　該文章由中國(guó)農(nóng)科院作科所牽頭，北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院、上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、石家莊博瑞迪生物技術(shù)股份有限公司、國(guó)際玉米小麥改良中心以及澳大利亞莫道克大學(xué)聯(lián)合參與。

 

　　原文鏈接：https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052（22）00295-7