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
东西问丨范德伟：“中华第一灯”西汉长信宫灯有何“黑科技”？******
中新社石家庄2月3日电 题：“中华第一灯”西汉长信宫灯有何“黑科技” ？
——专访河北博物院研究馆员范德伟
中新社记者 牛琳
长信宫灯 ，一眼千年。作为河北博物院“镇馆之宝”和中国首批禁止出国(境)展览的文物之一 ，“中华第一灯”长信宫灯身上藏着哪些“黑科技” ？它何以成为中国2000多年前就已着手治理室内空气污染的实证 ？其中蕴藏着古人怎样 的设计理念和智慧 ？河北博物院学术研究部研究馆员 、河北省博物馆学会秘书长范德伟近日就此接受中新社“东西问”专访 ，解读长信宫灯“黑科技”之谜及其在世界灯具史上的独特价值。
视频：【东西问·镇馆之宝】范德伟：“中华第一灯”西汉长信宫灯何以成为绿色环保灯具“鼻祖” ？来源：中国新闻网
现将访谈实录摘要如下 ：
中新社记者：拥有2000多年历史 的西汉长信宫灯，为什么被誉为“中华第一灯”？
范德伟 ：长信宫灯约制成于西汉前期 ，距今已2000多年 。这盏灯1968年出土于河北省保定市满城汉墓，为西汉时期中山靖王刘胜之妻窦绾墓中随葬品 。因灯身有“长信”字样的铭文 ，遂定名为“长信宫灯”。
长信宫灯整体造型 是一位跪地持灯 的汉代年轻宫女，两臂之间托持着一盏带罩铜灯 ，通体鎏金。其造型一改以往青铜器皿 的神秘厚重 ，显得轻巧华丽 ，实为罕见 。这位宫女梳发髻 ，覆巾帼，身穿广袖长衫，跣足跪坐，把汉代宫女 的一个日常姿态定格在灯具之上，造型优美 、大气朴拙，具有突出的审美价值 。
西汉长信宫灯，现藏于河北博物院。河北博物院供图灯最基本 的功能是照明。这款灯高48厘米 ，放置于案几之上与古人跽坐时的视线同高，符合当时人们席地而坐 的生活习惯 。令人惊奇的 是，它还能对照明效果进行调整。长信宫灯 的灯罩部分由两个弧形屏板组成，合拢后为圆形，嵌于灯盘的槽之中 ，其中一块屏板可以左右开合，以调节灯光的照射方向和亮度 ，类似于今天使用 的台灯。
从科学性看 ，长信宫灯带有导烟管和灯罩 ，使用时油烟进入中空的灯体，解决了油灯 的烟熏问题。并且 ，长信宫灯采取分铸套接 ，宫女身体 的头部、身躯、右臂和灯座 、灯盘 、灯罩分别铸造组合而成。各部分严丝合缝又装插自如，清理烟灰烟垢十分方便 。其制作工艺水平之高 ，在汉代宫灯中首屈一指。
承载着汉代青铜灯具独特造物美学的长信宫灯，将人物 、灯与排烟功能完美结合，浑然天成，其功能性与艺术性和谐统一 ，达到极致 ， 是展示汉文化精髓的经典之物，亦 是中国古代青铜灯具中的巅峰之作 ，因此被誉为“中华第一灯”。
中新社记者：为何美国前国务卿基辛格在参观完长信宫灯后称“中国在两千多年前 的汉代就具有环保意识”？它蕴含着中国古人什么样的设计理念和智慧 ？
范德伟：长信宫灯 的设计中，最为突出 的是它蕴含的环保理念。由于当时还没有蜡烛，都 是点灯烛，主要成分是动植物油脂。以此作为照明燃料 ，虽实现了照明功能 ，但燃烧时烟尘较大，往往使室内空气污浊、烟雾弥漫 ，并伴有刺鼻 的气味 。
长信宫灯将玄机隐藏在宫女右臂宽大的袖口所形成的排烟通道——导烟管之中。宫女一手执灯 ，另一手袖似在挡风 ，实为导烟管 ，它 的一端连接灯盘 ，另一端连接宫女中空的身体，点燃后产生的烟气烟灰在热力推动作用下，沿着袖管进入并存储在灯体内 ，直到落入宫女身体底部，从而实现收纳污浊烟尘、清洁空气的目 的 。
这样 的设计类似今天的烟道 ，但在2000多年前，实在堪称最先进 的发明创造 ，说明中国早在西汉就已着手于居住环境空气污染 的治理 。
西汉长信宫灯(局部)。翟羽佳摄并且，长信宫灯 的灯罩可以开合，既可挡风 ，又可调节灯光的照度和方向 ，关闭它，则可以防止烟尘和异味的外泄 。
长信宫灯腹部藏烟 、分向取光、鎏金灯体、分段设计，构思极其精妙 ，传达出古人超前 的环保意识和器以载道 、重己役物、以人为本、天人合一 的设计理念。
相比西汉 的长信宫灯 ，西方直到15世纪才由意大利科学家达·芬奇发明铁皮导烟灯罩，比长信宫灯晚了1500多年。因此 ，中国 是最早发明利用导烟管和灯罩解决灯烟污染 的国家 ，在环保造物实践中占据世界领先地位 。以至于美国前国务卿基辛格在参观完长信宫灯后盛赞 ：“中国在两千多年前的汉代就具有环保意识。”
中新社记者 ：这款堪称“国宝” 的汉代灯具，身上刻着的珍贵铭文揭示出它怎样 的传奇经历和身世之谜 ？
范德伟 ：长信宫灯上刻有“阳信家”“长信尚浴”等9处共65字铭文，从内容 、字迹和刻工看 ，不 是一次刻上去 的，说明是几经辗转才最终到了中山王后窦绾手中。但是对于这件灯具最初 的主人是谁 ，有过怎样的流转经历，有不同的说法。
长信宫灯上刻有“阳信家”等铭文。河北博物院供图《满城汉墓发掘报告》认为，铜灯最初的持有者应该 是阳信夷侯刘揭家，刘揭的儿子因“有罪国除”，这件华美 的灯具也被没收，归窦太后居住的长信宫所有。窦太后是汉武帝刘彻及中山靖王刘胜 的祖母 ，窦太后的娘家在清河观津(今河北省武邑县) ，距中山国(都卢奴 ，即今河北省定州市，领14县，辖区大致在今河北省石家庄市北部和保定市中南部的部分地域)不远 ，因而推测窦绾与窦太后有亲缘关系，灯 是窦太后赐予窦绾 。
另有专家推测，长信宫灯最初 的持有者“阳信家”指 的是阳信长公主，即汉武帝刘彻 的亲姐姐，她把这件灯具献给了窦太后 ，窦太后又转赠给了窦绾。
近期又有学者通过对铭文细节的梳理 ，提出长信宫灯最初 的持有者是“长信尚浴” 的窦太后，窦太后把灯赐给了阳信长公主，阳信长公主转赠给了窦绾。
西汉长信宫灯(局部)。河北博物院供图皇太后 、诸侯王、长公主 ，再加上王后窦绾，这其中又有怎样曲折的流传经历或惊心动魄的故事？随着研究 的不断深入和新的考古资料不断面世 ，真相会离我们越来越近 。
中新社记者：为何说像长信宫灯这样的环保灯具在汉代就已盛行 ？它所带来的历史“灵感”如何启示今天 ？
范德伟 ：汉代 是中国古代历史上繁荣和发展 的时期之一 ，社会生产力水平得到极大恢复和提升，呈现盛世局面。
釭灯 是灯具发展到汉代 的一种创新灯型 ，这类灯具将减少烟尘污染的环保思想通过独特 的灯具造型和结构加以实现 ，达到了科学 、技术、美观、适用的完美结合。汉代釭灯堪称中国古代绿色环保灯具 ，长信宫灯正是其中的代表性精品 。
有趣 的 是，像长信宫灯这样具有环保功能 的汉代灯具并非孤例。如江苏省扬州市甘泉汉墓出土的错银铜牛灯，牛背上 的灯盏同样设有灯罩 ，点燃后 的烟尘通过灯罩 、导烟管进入牛头和中空 的牛腹 ；山西省朔州市平朔汉墓出土 的西汉雁鱼铜灯，烟尘亦可以通过鱼和雁颈进入中空的雁腹，等等 。这说明在中国汉代环保灯具已然盛行 。
参观者拍摄错银铜牛灯 。苏阳 摄2000多年后 的今天 ，长信宫灯再次火出圈 ：北京2022年冬奥会火炬接力火种灯 的创意即源于“中华第一灯”——西汉长信宫灯，是希望借“长信”之义 ，表达人们对光明和希望 的追求和向往 。
长信宫灯代表了中国汉代青铜灯具设计的最高水平，是汉代设计的典范 ，其技艺与理念均启示着当下。(完)
受访者简介 ：
范德伟，河北博物院学术研究部研究馆员，河北省博物馆学会秘书长。《大汉绝唱——满城汉墓》展览主创团队成员，先后受邀在央视“国宝档案”等栏目做专家访谈 ，央视“百家讲坛——满城汉墓”专题主讲人 。主持或参与 的《行山——中国传统文化的当代形塑》等多个展项在全国陈列展览评选中获奖。
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