深圳新闻网2024年11月5日讯(深圳特区报记者 程思玮 通讯员 马昕怡)11月4日,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,该研究有望实现葡萄的精准育种设计,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。相关研究成果发表在国际知名期刊《自然·遗传学(Nature Genetics)》上。
周永锋团队自2015年起,便开始聚焦葡萄的设计育种工作,并于2023年发布首个葡萄端粒到端粒完整参考基因组图谱。在此基础上,周永锋团队又陆续对包括野生种和栽培品种在内的9个二倍体葡萄品种进行测序、组装,得到18个端粒到端粒的单倍型基因组,并整合已有的基因组数据,构建了目前首个最全面、最准确的的葡萄泛基因组(Grapepan v1.0),总长度达1.43GB,是单个参考基因组大小的近3倍。为进一步弄清楚葡萄基因与性状之间的关联,周永锋团队从近万份葡萄品种中选取了400多份有代表性的葡萄品种,连续3年对包括果穗大小、浆果中代谢物含量、浆果大小和果皮颜色等在内的29个农艺性状进行调查,构建了葡萄基因型图谱和性状图谱。在此基础上,周永锋团队利用数量遗传学分析,鉴定到148个与农艺性状显著相关的位点,其中122个位点为首次发现。
此次周永锋团队研究成果绘制了首个葡萄图形泛参考基因组、基因型图谱和农艺性状图谱,提出利用人工智能进行葡萄育种的新方法,大幅缩短育种周期,且预测准确度高达85%,相比传统方法,育种效率提高400%。目前,该研究成果已申请获批国家发明专利6项,已申请国际专利1项。并获得了国家重点研发计划、国家优秀青年科学基金(海外)、国家自然科学基金、中央政府引导地方科技发展专项资金项目等项目的支持。