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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

青少年脊柱侧弯之忧浮出水面******

　　对于不少家长来说，显而易见的近视、肥胖问题受关注较多，而对另一个隐匿性较强的身体危害却关注不多，那就是青少年脊柱侧弯问题。

　　自2019年以来，山东体育学院坚持开展青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目，每年筛查大约1万名青少年学生。期间发现，对脊柱侧弯不了解、甚至刻意回避这一问题的家长不在少数。

　　山东体育学院体育科学研究院执行院长、山东省青少年脊柱健康促进中心主任田雪文近日向中青报·中青网记者介绍，大约3%至5%的青少年存在脊柱侧弯问题，但很多家长直到孩子的脊柱侧弯已经到了较为严重的程度才会有所察觉。严重的脊柱侧弯将给孩子的身体健康造成极大危害，这既体现在生理上，即压迫、挤占心脏、胃肠等脏器的发育空间，影响这些脏器的功能。同时，也体现在心理上，身姿不正的孩子往往会有自卑感。

　　孩子的不良坐姿习惯以及在参与一些可能会造成脊柱侧弯的运动时缺乏预防措施，都会给孩子带来脊柱侧弯问题。田雪文特别提到，近年来，很多家长热衷于让孩子，特别是女孩，学习舞蹈，但因可能存在的训练不科学和预防措施不足的问题，不规范的舞蹈训练导致孩子出现脊柱侧弯的案例也越来越多。此外，一些单侧运动也可能给孩子带来脊柱侧弯的问题。记者之前在采访北京青少年冰球运动时就了解到，由于身体长期单侧发力，青少年冰球选手较容易发生脊柱侧弯。这一现象在青少年长期参加其他单侧运动(如皮划艇、击剑、网球等)时也较为普遍。

　　早在2019年之前，通过设立于山东体育学院的山东学生体质监测中心每年进行的大量学生体质测试工作，田雪文发现，青少年脊柱侧弯问题日益突出。因此，山东体育学院发起了青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目。一方面与学校合作，面向广大青少年开展脊柱侧弯的早筛查、早发现，另一方面，通过向学生、家长、学校科普脊柱侧弯相关知识，提醒学生、家长关注和预防脊柱侧弯。

　　田雪文回忆，早期进行学生脊柱侧弯的筛查工作时，甚至遇到一些家长对此有误解。由于脊柱侧弯的检查需要学生脱去上衣，一些家长对此非常抵触，这主要还是因为家长们对脊柱侧弯及预防缺乏了解。

　　田雪文表示，根据筛查情况看，脊柱侧弯多发于10至15岁的青少年，这也是孩子身体发育的一个高峰期。脊柱侧弯早发现，可以通过脊柱保健操等运动手段进行干预，使孩子的脊柱侧弯控制在较轻范围内，使其尽可能不对身体健康产生危害。而一旦错过早发现早干预的阶段，脊柱侧弯会随着孩子的身体发育不断加重，当脊柱侧弯已经到了较为严重的程度，就只能进行手术治疗，这无疑将大大增加孩子的痛苦。

　　对于进行舞蹈训练和长期参与单侧运动的青少年来说，家长更有必要关注孩子的脊柱侧弯问题和加强预防措施。北京一名冰球教练建议，孩子在参与单侧运动之余，应积极参与一些均衡性运动，如游泳、跑步、体操训练、骑自行车等，以促进身体各部位的全面锻炼、平衡发展。

　　在开展青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目的3年多时间里，田雪文与团队的30多名师生欣慰地发现，随着家长们对脊柱侧弯的了解程度越来越深，他们也会对脊柱侧弯的早筛查、早干预工作越来越关注和支持。从整个社会来说，对青少年脊柱侧弯的问题也越来越重视。2022年，山东省教育厅在山东体育学院正式设立了山东省青少年脊柱健康促进中心。青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目，也入选了国家体育总局群体司组织开展的2022年全民健身志愿服务项目库。

　　青少年脊柱侧弯的发病初期隐匿性较强，却是干预、治疗的黄金期。但目前，国内大多数家长对脊柱侧弯仍缺乏认知和判断，大规模的青少年脊柱侧弯筛查就显得十分重要。田雪文介绍，从山东来说，今年预计对青少年(中小学生)进行脊柱侧弯的筛查人数将从之前的每年1万人增加到5至10万人。并通过制作《青少年脊柱健康保健操》《体态瑜伽还你挺拔身姿》《趣味健身操》《青少年体适能》《极简十式太极拳》《八段锦》等视频，向广大家长和学生传播脊柱健康的科普知识和训练方法。

　　中青报·中青网记者 慈鑫 来源：中国青年报

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）