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
疼!为什么身体这个部位被足球运动员视如生命?******
世界杯已进入第四天,如火如荼的赛程让人激动不已,不过也有不少人发现,许多球员因伤病告别了本次世界杯,其中脚踝损伤是足球运动员常见的伤病之一,比如韩国球员朴志洙因脚踝韧带撕裂,在最后一场热身赛中告别了世界杯。德国球员罗伊斯脚踝伤病无法及时恢复,前锋维尔纳,作为上届德国队征战世界杯和欧洲杯的主力球员,也因为脚踝韧带撕裂宣告缺席本届世界杯。
不只是专业球员,普通人也会经常脚踝损伤,也就是我们所说的崴脚。但是因为太常见,很多人不当回事,除非肿痛难忍才去看医生。
其实,脚踝损伤需要及时处理,否则会给我们留下后遗症,带来生活的不便。
一、我们的脚踝什么时候最容易受伤
正常情况下,韧带——一种短而坚韧的带状组织,将我们关节处的骨头固定在一起,所以我们的脚踝才可以自如地活动。
当我们在高低不平的地面上行走或跑步时,下楼梯、起跳后落地,容易失去平衡会发生踝关节扭伤,尤其是在踩到石头或踩空时更容易发生。
在上述场景中,我们的踝关节扭曲、拉伸或弯曲过度,固定在我们踝关节的其中一根或多根韧带被撕裂或疼痛性拉伸,严重时,还会出现骨折。
来源:解放军第306医院
如果之前曾经发生过踝关节扭伤,腿部肌肉无力或腿部肌肉损伤,穿高跟鞋等,会更容易扭伤踝关节。
二、处理方式不当,可能会留下后遗症
如果,不小心扭伤脚踝后,你第一时间会选择怎样处理?
转动下脚踝,感觉不太痛,继续运动?
在感觉到痛的地方,抹上红花油活血化瘀?
拿个热毛巾敷一敷?
其实以上都是错误的处理方式。
继续运动,可能使损伤部位症状加重。
红花油的活血作用,会使血流加快,让肿胀更加严重。
在受伤早期,韧带表面分布的细小血管破裂,如果采取热敷的方式,可能会使细小血管进一步扩张,导致出血更加严重,淤青更加明显。
有数据统计,踝关节扭伤损伤者中,会有30%-40%的人是在不正当处置下出现慢性踝关节不稳或其他症状。因为不当的处置导致愈合不良,容易出现经常性的踝关节疼痛肿胀,经常崴脚等症状。
如果存在以下情形,就需要警惕可能是留下了后遗症,需要到医院去寻求帮助:踝关节扭伤3个月以上仍然存在疼痛、肿胀等不适症状,或者走平路也经常扭脚;走远路感到踝关节疼痛、肿胀;走路时出现“闪”一下或者“打软腿”的情形;下楼梯时需要小心翼翼,很怕扭脚,或者感觉很难控制脚踝;在运动中变向比较困难等。
三、脚踝损伤后如何正确处理?
我们首先可以先判断一下扭伤的严重程度。
脚踝损伤的症状一般包括:踝关节肿胀、疼痛,尝试行走时疼痛加重,一天后可能会出现淤青(韧带表面分布的细小血管破裂所导致)。
如果扭伤后感受不到严重的疼痛,也没有出现淤青、肿胀等症状,一般情况不严重,不必去医院,这种情况下,减少活动多休息,对脚踝进行冰敷,这可以通过降温收缩毛细血管,减少出血和渗液,有利于控制病情发展。
如果无法判断病情程度,可以采取PRICE原则,同时尽快到医院由专科医生进行判断治疗。
P:保护。
以适当的工具和姿势(如石膏或支具)进行保护,避免造成二次伤害,保护固定踝关节的时间大概为一到三周。
R:休息
停止脚踝活动,避免加重伤势。
I:冰敷
在扭伤后48小时内,通过降低受伤部位温度,可以减轻炎症反应和肌肉痉挛,缓解疼痛抑制肿胀。注意不要将冰块直接敷在扭伤的地方,可以用湿毛巾裹住冰块,以免冻伤。
C:压迫
用弹性绷带包裹给受伤部位加压,可以阻止继续出血,预防严重的踝关节肿胀。
E:抬高患肢
将小腿和踝关节抬高至高过心脏的位置,比如躺下在腿下放几个枕头。注意踝关节的高度应超过膝关节,膝关节的高度超过髋关节,髋关节的高度超过身体水平位。这可以促进下肢静脉血管的运行,降低脚踝疼痛肿胀的症状。注意,在没有明显消肿前尽量不要让受伤脚着地,有条件的话尽量保持受伤脚抬高。
资料来源:潇湘晨报、科技日报澎湃新闻、生命时报、阜外华中心血管病医院、广州日报
整理:党敏