光明网讯 作为全球最重要的粮食作物之一，小麦的基因组堪称 “复杂难题”—— 庞大且冗余度高，基因表达还会随组织、品种变化而波动，给优良品种培育带来不小挑战。

  近日，中国农业科学院作物科学研究所的科研团队带来突破性解决方案：他们成功研发出深度学习框架 DeepWheat，这款 “AI 基因预言家” 能精准预测不同小麦组织、不同品种的基因表达规律，甚至能跨水稻、玉米等作物通用，为作物智能设计育种装上 “精准导航”，让培育高产、优质小麦的过程更高效、更可控。相关研究成果发表在《基因组生物学（Genome Biology）》上。

  小麦作为基因组庞大、冗余度高的复杂作物，其基因表达具有明显的组织和发育阶段特异性，而准确预测并评估小麦不同组织和品种中基因组变异对基因表达和调控活性的影响，可为小麦智能设计育种和解析重要农艺性状的形成提供新路径。

  研究团队通过对小麦多个组织和时期的表观组和转录组数据整合，构建了两个互补的核心模型，并开发出一款由双模型协同组成的深度学习框架——DeepWheat。该工具可有效识别关键调控元件变异对不同组织基因表达和调控元件影响的差异效应，最终在小麦中实现组织特异性基因表达的高精度预测，同时也可在拟南芥、水稻和玉米等作物中应用。该学习框架的研发为小麦智能育种提供了有力工具和可落地的人工智能解决方案。

  据了解，该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。（记者 焦子原 宋雅娟）