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创新、突破!HiBLUP(天权)2.0育种大数据计算平台发布

影子科技 2021-11-04

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当下生猪育种已进入基因组时代,基因组选择成为主流技术。而瘦肉猪是养殖的主体,选育方向主要是提高产肉效率。因此,瘦肉猪育种竞争本质上是产肉效率改良速度竞赛,提升育种效率是赢得竞赛的关键。

当下生猪育种已进入基因组时代,基因组选择成为主流技术。而瘦肉猪是养殖的主体,选育方向主要是提高产肉效率。因此,瘦肉猪育种竞争本质上是产肉效率改良速度竞赛,提升育种效率是赢得竞赛的关键。

 

经过三年的专注研发,影子&华农团队在猪功能基因组与育种技术研究方面上取得了诸多突破。10月16日,在第二十一次全国动物遗传育种学术讨论会上,武汉影子基因科技有限公司(影子科技子公司)首席专家、华中农业大学教授李新云受邀向全场嘉宾介绍了其所在的赵书红教授领衔的猪育种团队研究成果。

 

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李新云在大会做报告

 

01创新!创建系列基因挖掘技术与平台

 

就育种而言,影响其效率的因素有四点:选择强度、遗传变异、世代间隔和遗传评估准确性;前三者提高主要依靠育种场,第四点提高则主要依赖科研人员。根据这些思考与认识,李新云与所在团队老师开展了猪功能基因组研究及猪基因组育种研究。团队研究目标非常明确:

 

1.猪功能基因组研究

 

目的是为了挖掘有育种价值的基因组信息,简单地说就是找有育种价值的基因和变异。

 

2.猪基因组育种研究

 

目的是为了高效利用基因组、表型组等信息,提高遗传评估准确性,进而提升育种效率。

 

团队老师们也取得了一系列研究成果——

 

在基因挖掘上,团队研发了全基因组关联分析工具rMVP、整合组学平台ISwine及CRISPR突变体文库功能基因挖掘技术,鉴定了大量的猪基因组功能位点,并利用这些信息设计了新一代猪功能位点基因芯片并提升了其有育种价值的基因组信息含量,为提升猪育种效率奠定了基础。

 

其中,rMVP具有计算效率高、检出效率高、结果输出丰富等优点,是目前唯一能对千万级标记进行快速可视化的工具,自2017年发布以来,累计被下载安装超10万次。在2019年国际动物遗传学会议上,一半以上全基因组关联分析研究都采用了该工具,rMVP已成为该领域国际主流工具。

 

02突破!HiBLUP(天权)2.0育种大数据计算平台发布

 

会议上,李新云向与会嘉宾介绍了团队最新研究成果——“HiBLUP(天权)育种大数据计算平台”,该平台主要用于解决基因组选种、选配大数据无法高效计算的难题,目前已升级到2.0版本。

 

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李新云介绍“天权”

 

回顾育种事业的发展,在上世纪1960s年代,美国统计遗传学家C.R.Henderson 开发出BLUP算法,打开了遗传学理论到育种实践应用的一扇大门。2001年,Meuwissen又将基因组信息加入到育种值评估中,率先提出基因组育种思想,而今基因组选择已成为动物育种技术的主流。

 

目前,传统育种工具所采用的计算策略都难以摆脱对FSPAK算法专利(美国)的依赖,而随着基因分型个体数量增加,FSPAK以及在此基础上的改良算法也面临着大型基因组亲缘关系矩阵求逆困难等问题,这导致现有工具难以处理基因组育种大数据。

 

我国猪基因组育种技术研究及应用起步较晚,另外种猪育种是一个投入大,操作复杂、效益产出难评估的工作,鲜少有企业愿意大力投入,这导致我国猪基因组育种自主创新不足,种猪育种效率较低,国际竞争力不强。

 

“我国在性能测定、遗传评估、基因组检测等环节所用的技术、设备、工具很多都是依赖国外,如果一直是在模仿,没有自主创新,超越将无从谈起。”李新云表示。长远来看,打赢种业翻身仗最需要的是就是自主创新。

 

为打破国际壁垒,李新云所在团队通过不懈努力,研发出HiBLUP(天权)2.0育种大数据计算平台,该平台采用全新的计算策略,彻底摆脱了对国外育种计算专利的依赖,并具有快速处理百万级群体、千万级标记育种大数据的能力,功能涵盖基因组选种和基因组选配所需的全部计算!

 

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“天权”界面

 

关于HiBLUP(天权)2.0

 

HiBLUP不依赖任何第三方软件包,不受任何国际国内育种计算专利限制,是当前唯一一款可进行基因组选配计算的软件,功能涵盖基因组选种和基因组选配的全计算环节。

 

HiBLUP采用创新性的算法思路,通过智能加权,构建最优模型,提升了选种选配准确性,通过算法创新、并行计算、硬件加速等策略提升计算效率,基因分型个体数越多,HiBLUP计算效率优势越大,是目前唯一能够高效处理百万级群体、千万级标记的育种计算软件;相比国际同类软件,在同等数据量下,HiBLUP可大幅节约计算资源,降低计算成本。

 

HiBLUP智能化程度高,操作简便、易学。

 

简单来说,HiBLUP(天权)2.0功能丰富,简便易学,在选种选配准确性和计算成本方面国际领先。

 

03自主创新,影子&华农在努力

 

当前我国生猪养殖水平与发达国家相比有较大差距,为了缩小这一差距,影子科技与华中农业大学进行了战略合作,持续研发创新。一方面通过研发智能养猪设备与软件,利用信息技术提升养殖水平;另一方面在基因组育种技术研发上持续投入,利用基因技术提升种猪性能。

 

相信通过在“基因遗传、精准营养、生产管理、生物安全、环境控制”五大方面不断发力,我国生猪养殖水平及效益定能不断提高。


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