DH+GS智能育种加速方案

基于1000余份玉米自交系数据开发的多性状全基因组选择预测系统,集成六种主流算法,践行“先预测、再下地”理念,可将田间测试规模压缩90%以上,让育种决策从“做完再筛”升级为“预测后再做”。

基于1000余份玉米自交系数据开发的多性状全基因组选择预测系统,集成六种主流算法,践行“先预测、再下地”理念,可将田间测试规模压缩90%以上,让育种决策从“做完再筛”升级为“预测后再做”。

技术背景

一、传统育种“先种后筛”效率低下
玉米育种中,育种家每年需对数千份遗传差异微乎其微的DH系进行田间测试,超过99%的材料在中后期被淘汰,造成巨大的土地、人力和时间浪费。

二、全基因组选择(GS)技术走向实践
GS技术通过覆盖全基因组的分子标记预测未知表型,推动作物育种由“鉴定育种”向“预测育种”转变。隆平高科等龙头企业已开始布局,但广大中小育种机构和科研单位仍缺乏易用、高效的预测工具。

三、系统开发基础扎实
项目基于1000余份玉米自交系的基因型和表型数据开发多性状全基因组选择预测系统,已利用68份新自交系和2100余份杂交种数据完成内部测试验证,初步验证结果良好。
💡 核心思路:
以“先预测,再下地”为核心理念,集成rrBLUP、Bayesian LASSO、BayesA、随机森林、梯度提升树和弹性网络六种预测方法,构建多性状全基因组选择预测系统;通过稀疏矩阵存储与运算优化,在64GB内存标准工作站即可稳定运行,以“软件授权+数据分析服务”模式服务从科研院所到种业企业的全链条育种决策需求。

技术成熟度

【】 实验室阶段   【√】 小试阶段    【】 中试阶段    【】 可规模应用

应用场景

一、育种团队私有模型定制
目标客户:拥有1000份以上自有数据的育种团队、科研单位。
应用方式:用户自有数据建模,输出GEBV、GCA、SCA、测交表现预测及综合选择指数。
核心价值:全链条覆盖亲本选择到杂交组配的决策需求。

二、通用模型快速预测
目标客户:数据积累有限的中小育种机构。
应用方式:仅需基因型数据,即输出10大育种表型的GEBV及综合选择指数。
核心价值:零门槛享受预测育种红利。

三、历史组合校验与亲本组配
目标客户:商业化育种企业。
应用方式:校验历史组合SNP效应可靠性,指导亲本组配方向,锁定高指数新系。
核心价值:降低组配盲目性,提升育种命中效率。

四、新系模拟过滤择优下地
目标客户:DH系规模化生产的育种企业。
应用方式:新系经GS模拟过滤后再下地测试。
核心价值:目标压缩90%以上田间测试规模,大幅节省成本与周期。

市场前景

一、市场空间广阔
我国玉米播种面积稳定在6亿亩以上,育种企业和科研机构数量庞大;随着生物育种产业化加速,GS技术正从学术研究走向育种实践。

二、目标用户分层清晰
高校科研院所(免费/低成本学术版)、种业企业(商业版授权+私有模型定制)、育种团队(一站式分析服务),多层级变现路径。

三、产业化路径明确
短期完成系统完善与用户测试;中期建立稳定用户群体并与2-3家种业企业深度合作;长期打造国内具影响力的GS育种决策支持平台。

四、可扩展性强
模型专为玉米而建,架构灵活可扩展至小麦、大豆、水稻等主要作物,市场边界持续打开。

核心创新点

“先预测,再下地”理念创新:打破传统“先种后筛”模式,在材料下地前完成遗传评估,目标压缩90%以上田间测试规模。
六大算法一站式集成:rrBLUP、Bayesian LASSO、BayesA、随机森林、梯度提升树、弹性网络全流程覆盖,无需切换多个软件。
低硬件依赖:稀疏矩阵存储与运算技术,64GB内存标准工作站即可流畅运行,无需高性能计算集群,部署门槛低。
软件授权
数据分析服务
私有模型定制
联合开发
种业企业
育种科研院所
商业化育种团队
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