中國農業(yè)科學院作物科學研究所作物生物信息學及應用創(chuàng)新團隊自主研發(fā)了新一代模塊化遺傳育種智能計算機仿真模擬Blib平臺，為作物育種方法和育種流程的比較和優(yōu)化、生物信息和遺傳大數(shù)據(jù)的有效育種利用、分子設計育種和全基因組選擇等領域的研究工作提供了實用的模擬預測和決策支持計算機工具，相關研究結果已經(jīng)獲得國家版權局計算機軟件著作權登記證書（登記號：2020SR123853），并于近日在線發(fā)表于《生物學通訊（Communications Biology）》上。

 

　　育種是一個復雜和長期的過程。不同育種家采用不盡相同的育種方法，理論上或通過田間試驗比較不同方法的育種成效是十分困難的。采用模擬預測方法可以建立較為真實的遺傳模型，在育種家進行田間試驗之前，對育種程序中的各種因素進行模擬篩選和優(yōu)化，提出最佳的親本選配和后代選擇策略，從而提高育種過程中的預見性。計算機仿真模擬工具研發(fā)是開展模擬研究的前提。

 

　　研究人員構建了一個適合于所有二倍體物種（或減數(shù)分裂行為與二倍體相似的多倍體物種）的通用計算機仿真模擬平臺，稱之為Blib。平臺能夠處理目前已知的所有遺傳模型，包括細胞質信息、細胞核基因組信息、加性-顯性-上位性效應模型、遺傳連鎖、突變、雌雄配子育性等；可以模擬產(chǎn)生各種類型的遺傳和育種群體，包括自交群體、雜交群體、隨機交配群體、無性系繁殖群體；有選擇群體、無選擇群體等等。基于Blib平臺，開發(fā)了適宜于特定物種、特定育種方法、特定遺傳現(xiàn)象的各種應用程序和模塊，進而模擬優(yōu)化遺傳育種方法，對特定親本雜交后代的表現(xiàn)進行預測。這些模塊能夠將大量的遺傳信息與育種家的育種需求結合起來，供育種家在開展田間試驗之前模擬預測不同的雜交和選擇方案，比較不同育種方法的優(yōu)劣，設計最優(yōu)的育種親本和育種方案，育種過程中獲得實時決策，最終實現(xiàn)遺傳研究、分子設計與傳統(tǒng)育種的有機結合。Blib平臺及其應用模塊為即將到來的基于大數(shù)據(jù)和智能化決策的育種4.0時代提供必不可少的技術支撐。

 

　　作科所張魯燕副研究員為本文第一作者，王建康研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國農科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s42003-022-04151-9