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重磅!HIBLUP(天权)国内自主基因组育种软件2.0版发布

作者:佚名来源: 扬翔股份时间:2021-10-21 09:10点击:

10月16日,第二十一次全国动物遗传育种学术讨论会在北京圆满结束,全国畜牧科技人才借此平台,为进一步推进动物育种“卡脖子”技术攻关,打好种业翻身仗贡献各自的方案。

(会议现场)

扬翔股份育种专家、华中农业大学教授李新云受邀出席大会并作《猪功能基因组研究与育种技术创新》报告,向与会嘉宾介绍了其所在的赵书红教授领衔的生猪育种团队研究成果。
(李新云作报告)

1、当前瘦肉猪育种竞争本质上是产肉效率改良速度竞赛

当前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。”李新云指出。
影响育种效率的因素有四点,选择强度、遗传变异、世代间隔、遗传评估准确性,前三点提高主要依靠育种公司,遗传评估准确性主要依靠科研人员。“要想提高遗传评估的准确性,首先是需要深入挖掘信息,包括基因组信息、表型组信息,其次是需要高效利用信息,即最大限度利用已有的信息提升遗传评估准确性”。
根据这些思考与认识,李新云与团队老师一起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:

01、功能基因组研究

目的是为了挖掘有育种价值基因组信息;简单地说就是找有育种价值的基因和变异。

02、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。


李新云与所在团队老师一起通过表观遗传、整合组学等研究,挖掘了大量的功能位点,为育种效率提升奠定了基础;团队利用鉴定的功能位点,设计了新一代猪功能位点基因芯片,同时为了更好地利用功能位点信息,团队研发了育种值评估新算法KAML,显著提升了育种值评估准确性。

团队集成了全部成果,研发了“HiBLUP(天权)育种大数据处理平台”,该平台彻底摆脱了育种值计算核心专利FSPAK(美国)的限制,能够不依赖任何第三方软件包,独立开展基因组选种和基因组选配,目前升级到2.0版本。

2、关键技术薄弱制约中国种业发展

回顾育种事业发展,家养动物的系统性育种工作在二次大战后得到了巨大的飞跃,美国统计遗传学家C.R.Henderson 在上世纪1960s年代开发出用于育种值评估的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提出了基因组育种思想,将基因组信息加入到育种值评估中,是对育种技术的又一次创新,基因组选择已成为当前动物育种的主流技术。

基因组育种算法平台,由于涉及的数据量大、模型复杂,同时对计算机编程技术要求也很高,国际上能够推出完整基因组育种平台的团队非常少。长期以来,我国猪基因组育种依赖国外的算法平台。

(扬翔母猪场内部)

另外,育种是一项长期工程,具有投入大、操作复杂、效益产出难评估的特点。因此,真正在育种上大力投入的企业并不多,科研方面技术创新不足,企业方面育种投入不足,导致我国种猪育种效率极低、种猪性能国际竞争力不强。
“我国种猪育种与发达国家相比还存在较大差距,体现在育种的各个环节,比如性能测定、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,我国真正独立创新的技术很少,如果一直是在模仿,没有自主创新,超越将无从谈起。”此前,李新云老师曾谈到。

3、打破国际壁垒,解决国际计算难题

“HiBLUP(天权)2.0育种大数据处理平台”主要用于解决基因组选种、选配大数据计算的难题。
(李新云介绍HiBLUP“天权”育种大数据处理平台)

传统育种工具所采用的计算策略难以摆脱对FSPAK等算法专利(美国)的依赖,而且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,这也是现有工具难以处理基因组育种大数据的主要原因。

(扬翔与华中农大联合研发的自动化基因组精准选配系统)

“HiBLUP(天权)2.0育种大数据处理平台,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,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!


关于HIBLUP(天权)2.0软件:
HIBLUP软件不依赖任何第三方软件包,不受任何相关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、选配的全计算环节。
HlBLUP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可大幅度节约计算资源,降低计算成本;
HIBLUP智能化程度高,操作简便、易学。
小结: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为国际领先。

一直以来,扬翔高度重视基因改良工作,实现了完全自主的基因组高效育种。
(扬翔与华中农业大学签约)

曾与华中农业大学遗传育种团队合作,提出“普惠育种”模式,通过整合基因组选择育种、基因组精准选配以及母猪自循环等技术,以秀博猪精、智能养猪设备为载体,整合普惠育种体系内所有的猪只,实施大数据育种,打造全新的种猪育种模式。
HIBLUP(天权)1.0版本为华中农业大学与影子科技共同开发,如今,利用全新发布的HIBLUP(天权)2.0平台,通过基因组选种和选配技术的联合使用,能够最大限度发挥优良基因的潜力,大幅度提高种猪育种效率,进而实现养殖效益提升。
育种之路漫漫,扬翔将围绕提升育种效率的核心,持续开展种源“卡脖子”技术攻关,打赢种业翻身仗!


责任编辑:冯赛  

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