机器学习及其在动物遗传育种中的应用研究进展

来源：中国畜牧兽医杂志2024年第12期北京时间：

作者：周铂涵, 梅步俊, 吕琦, 王志英, 苏蕊

单位：1. 内蒙古农业大学动物科学学院, 呼和浩特 010018;2. 河套学院农学系, 巴彦淖尔 015000

摘要：随着智慧畜牧研究的深入和高通量组学平台的发展，动物育种逐渐进入大数据时代的“育种3.0”，而机器学习是大数据研究不可或缺的有效手段。机器学习亦称计算机自动获取知识，是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学等多门学科，作为人工智能和数据挖掘中的热门算法之一，具有学习能力强、准确率高和泛化能力强等优势，已经成为生物信息分析领域处理大型数据和进行预测的重要工具。目前广泛用于基因组、转录组、蛋白组、代谢组等多组学数据的整合与分析，尤其在家畜基因组估计育种值(genomic estimated breeding value,GEBV)的计算、基因型数据的填充和蛋白质结构及功能的预测等方面取得重要突破。作者介绍了几种常见的机器学习算法的概念和原理,对机器学习算法在重要家畜(猪、牛、羊)遗传育种方面取得的重要研究成果进行综述,进一步讨论了各种机器学习算法的优缺点、以及应用在动物遗传育种中存在的一些问题。最后,对机器学习的未来发展进行了归纳及展望,旨在提高预测准确性及效率，加快种群遗传进展，快速实现精准育种。

关键词：机器学习;大数据;动物遗传育种;遗传改良

基金资助：内蒙古自治区高等学校“青年科技英才支持计划”(NJYT22038)；青年教师科研能力提升基金项目(BR220112)；2030科技创新-重大项目(2023ZD0405102)；财政部和农业农村部：国家绒毛用羊产业技术体系(CARS-39)；内蒙古自治区高等学校创新团队发展计划项目(NMGIRT2322)