近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所作物分子育種技術(shù)和應用創(chuàng)新團隊聯(lián)合多家單位，提出了大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動下的智能育種新策略——基因組-環(huán)境組集成預測。這一新策略的提出，將改變過去主要利用基因型和表型進行選擇的育種模式，使未來育種能夠在基因型-表型-環(huán)境型全方位信息支撐下，準確預測特定基因型在特定環(huán)境下的表現(xiàn)，實現(xiàn)真正意義上的適應氣候變化、適應特定環(huán)境的定向育種。相關(guān)研究成果發(fā)表在《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)個體的基因型來預測表型，很少考慮個體所處環(huán)境對表型預測的影響。把一個基因型完全了解的個體置于環(huán)境因素已知的條件下，理論上就可以對其表型進行精準預測。

 

　　該研究全面介紹了引入不同時空的環(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)對人工智能的挑戰(zhàn)，討論了基因組-環(huán)境組集成預測有關(guān)的概念及其模型的構(gòu)建、優(yōu)化與實施。有關(guān)基因、代謝途徑和網(wǎng)絡的信息可以轉(zhuǎn)化成為新一維的基因型數(shù)據(jù)，并集成到預測模型之中?；陬A測的作物重新設計可以在微觀水平上針對基因、代謝和網(wǎng)絡，在宏觀水平上針對個體、群體和物種。該研究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，通過平臺、技術(shù)、設施、群體、數(shù)據(jù)、模型、甚至育種材料的共享，實現(xiàn)資源利用和育種效率的最大化，在開源育種和服務平臺的支持下，有效地開展智能育種。基因組-環(huán)境組集成預測新策略將推動智能育種和作物栽培生理等領域的重大變革。（通訊員 衛(wèi)斐）

 

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