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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

历史中的兔子：早在三国时期就用兔毛制笔******

　　从“玉兔捣药”到“小兔子乖乖，把门儿开开”，兔子已经陪人们走过了漫长的岁月。在中国古代，兔子究竟是什么样的存在？2023年新春之际，华西都市报、封面新闻记者邀请中国社会科学院考古研究所科技考古中心副主任吕鹏，聊聊历史中的兔子究竟是什么样的。

　　兔鼠分道扬镳于6200万年前

　　《诗经》已记载兔肉食用方式

　　虽然在大众看来，兔子毛茸茸的很可爱，但吕鹏告诉记者，其实兔子跟鼠之间，有着密切的关系，“从骨骼形态上看，兔(属于兔形目)和鼠(属于啮齿目)都拥有终身生长的门齿，表明兔和鼠之间有着密切的关系，现代分类学创始人林奈在1735年将兔和鼠一起列入啮齿动物。”

　　而它们分道扬镳，是在6200万年前。20世纪70年代，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所李传夔先生研究安徽潜山早古新世(距今约6200万年前)地层出土的动物遗存，发现有“安徽模鼠兔”和“东方晓鼠”。其中安徽模鼠兔为兔形类动物的祖先类型，而东方晓鼠接近于啮齿动物的祖先类型，二者在骨骼形态上具有相互交混的特征，这就表明一方面鼠兔同源，另一方面二者至少在6200万年前已经分道扬镳，兔形类和啮齿类动物走上了各自独立演化的道路。

　　吕鹏告诉记者，家兔传入我国的时间较晚。在我国古代，野兔的利用价值主要是在肉食、狩猎宠物、祭祀、药用、皮毛开发等方面。“兔头在四川人的美食版图上不可或缺，成都人称为兔脑壳，”吕鹏说，“其实在中国古代，野兔的主要用途就是肉食来源。”据《诗经·小雅·瓠叶》中记载：“有兔斯首，炮之燔之……有兔斯首，燔之炙之……有兔斯首，燔之炮之”，描绘了西周时期普通人家将捕获的野兔通过炮、燔、炙等加工方式制作成美食待客的情形。所谓“炮”就是将带毛的动物裹上泥放在火上烧；“燔”指的是用火烤熟食物，而“炙”则是熏烤的意思。据《礼记》记载，正式的宴请当备“六牲”作为荤菜，即豕、牛、羊、鸡、鱼、雁，兔子并未列入其中。虽然只备了兔肉，但主人换了三种不同的烹饪方式，可见其用心。

　　但在中国古代也有另一种说法，那就是孕妇不能食兔肉。东汉《论衡·命义篇》中有过记载：“妊妇食兔，子生缺唇”。“当然这是没有科学根据的迷信说法。”吕鹏解释道。除此之外，兔毛皮保暖性能好、不易缠结，可用以制裘，兔皮可以熬胶，兔毛还可以用来做兔毫毛笔。明代《齐民要术》中转录三国时期韦诞的《笔方》中有写“先次以铁梳兔毫及羊青毛”，可见用兔毛制笔的历史可以早到三国时期。

　　古人曾以活兔陪葬

　　新石器时代就有兔形玉器

　　在文物里，也有不少以兔为题材或者是兔子形象的文物。仅是故宫博物院，就有商代的玉兔、汉代的兔猴铜带钩、唐代的瓷兔、宋代的三彩剔划花兔纹枕、元代的白玉兔形佩、明代的双兔图页等藏品。

　　“按照文物材质来看，在玉石材质文物、陶质文物、青铜器和画像石中常见兔的形象。”吕鹏告诉记者。以距今5300年左右新石器时代的安徽含山凌家滩遗址为例，在此墓地M10中出土有玉兔饰1件，是迄今为止发现年代最早的兔形玉器。

　　山西曲村晋侯墓地8号墓出土的青铜兔尊，则是目前发现最早的、以兔作为尊的青铜器。兔头微伸，呈跃跃欲试状，背上驮一尊口，兔身两侧饰圆形的火纹和雷纹。

　　而在山东嘉祥宋山4号祠堂东壁的东汉画像石中的兔子，则可以代表世俗和神话中两种不同的“兔”形象。吕鹏说：“在画像的上侧，东王公居中，马头、鸡头、狗头带翼神人跪于左右两侧；在画像左侧有面对面站立的两兔，分别用一只前肢扶臼，一只前肢握杵，似在捣药；在画像的下侧，厨房的房梁上悬挂着鱼、鸡、猪头、猪和兔等，这些都是准备烹饪的肉食。”

　　“山东济南洛庄汉墓的陪葬坑，是目前出土动物数量最多、种类最丰富的遗存。”吕鹏说，洛庄汉墓是西汉诸侯王级别的墓，编号为34号的大型动物陪葬坑中出土动物遗存共有110余具，动物种属包括绵羊、猪、狗、兔等4种。其中，兔有45只。

　　吕鹏告诉记者，在这其中比较特别的是，该坑放置了两个兔笼。西侧木笼保存较好，长度1.8米，宽度0.47米，笼中发现多只完整兔骨，“根据笼中兔骨凌乱、笼外可能为外逃之兔的考古现象推测，当时陪葬的是活兔。”(华西都市报-封面新闻记者 刘可欣)

　　(来源：华西都市报 2023年1月29日 A12版)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）