“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。”这句古诗反映了人们自古以来对葡萄的喜爱。种下一粒葡萄种子,从种子萌发到结出果实,需要3年,而想要培育出“令人满意的”葡萄品种,需要的时间更久。能否找到一种既“快速”又“简便”的方法实现葡萄品种的“个性化”设计?
中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)周永锋团队提出利用人工智能进行葡萄育种的新方法,该方法可大幅缩短育种周期,且预测准确度高达85%,相比传统方法,育种效率可提高400%。该研究有望实现葡萄的精准设计育种,加速葡萄品种创新,并为其他多年生作物育种提供方法参考。相关研究成果于11月4日发表在《自然·遗传学》(Nature Genetics)上。
有选择性地通过特定手段对原有葡萄性状进行改良,这一过程被称为育种。早期,人们发现野生葡萄后,会把品质优良的葡萄苗保存下来,通过一代又一代的繁育,只留下符合要求的后代,这种方法固然有用,但高度依赖自然种质资源,可改良程度有限。
后来,人们发现如果既想要葡萄“产量高”,也想要“甜度高”,可以把“产量高”的葡萄品种和“甜度高”的葡萄品种进行杂交,以培育出聚合了双亲优良性状的杂交后代。直到目前,葡萄育种的主要方法仍是杂交育种,这种方法满足了有针对性选育葡萄品种的需求,但育种周期十分漫长,往往需要经过数十年的筛选,工作量极大,且由于葡萄高度杂合,杂交后,后代会出现性状分离,杂交效果并不理想。
进入21世纪以来,育种家提出分子育种——通过分子标记来“设计”性状,并在此基础上,提出了智能设计育种,即基于海量基因组的遗传变异数据进行分析预测,以提高育种效率和精确度。其中,获取全面、准确的作物基因组数据是关键...[查看原文]