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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

关于新流行“无麸质饮食”那些你需要知道的事儿******

　　近年来，吃“无麸质饮食”越来越成为一种风潮，网上和超市中的各种“无麸质”食品也越来越多，甲状腺疾病患者、减肥人士、肠道不适人群、炎症反应高人群、湿疹人群和麸质过敏或不耐受人群等都建议避免麸质。一部分人发现，在避免麸质之后，真的变瘦了；有人发现改变饮食后，甲状腺抗体的水平的确下降了；还有人说皮肤的确好了一些，湿疹渐渐消失，腹胀等不良反应消失了，或者身体变得更有活力了。也有不少人觉得很难坚持，食物受限多、价格贵、心情压力大……那么到底要不要吃“无麸质膳食”？怎么吃？

　　知识点1

　　麸质是什么？吃什么含麸质多

　　所谓的麸质就是面筋蛋白，它是麦类食物中最重要的蛋白质组分。面筋蛋白和水亲和之后，可以形成庞大的连续性的面筋网络，具有特有的黏弹性结构，赋予了面食千变万化的迷人口感。面包之所以能保持膨松的孔状结构，面条之所以能拉成细丝，饺子皮之所以能拉伸不破，都是拜面筋带来的黏弹性所赐。总之面制品的筋力越强，对“麸质”敏感的人就越不适合吃。

　　很多朋友以为避免麸质就是要少吃粗粮，避免麸皮成分，大错特错了。“麸质”和麸皮、粗粮等概念，没有丝毫关系。和全麦粉相比，精白面粉的麸质成分更多。

　　小麦是食物中面筋蛋白(麸质)的主要来源，同时，大麦、黑麦、青稞等也能形成面筋结构。

　　稻米、小米、玉米、荞麦、藜麦等其他粮食的蛋白质不能形成面筋结构，所以它们不是麸质的来源。

　　知识点2

　　麸质为什么会带来麻烦

　　少数人对面筋蛋白有过敏反应，其中最严重的一种是“乳糜泻”，即谷蛋白敏感性肠病。这种病人食用含有面筋蛋白的食物之后会引发小肠黏膜损害和腹泻，造成严重的营养不良。

　　对于部分消化能力弱的人来说，很难把面筋蛋白的庞大网络完全破坏掉。未完全降解的面筋蛋白质片段，从受损的肠道黏膜进入血液之后，可能引发免疫反应，造成炎症反应上升，引来一系列不良反应。这种情况往往被归为“食物不耐受”反应。

　　同时，部分人在血液中可以测出面筋蛋白的IgG抗体，也被称为小麦慢性过敏，表现为形式多样的身体低度炎症反应导致的种种不适。比如莫名其妙地发胖、脑雾、皮肤黏膜炎症、湿疹、头疼、烦躁、腹胀、疲劳感、消化不良等等。由于这种不良反应并不一定是进食之后马上发生的，而是在此后两三天里先后表现出来的，也没有特异性，这些不耐受反应往往会被人忽略。

　　此外，食物不耐受反应往往还伴随着餐后的疲劳感、压力感，餐后心跳明显加快等情况。

　　知识点3

　　怎样知道自己有麸质不耐受反应

　　如果怀疑自己有这种情况，可以在一个月内暂时不吃所有面食，感受一下是否各种不适和生化指标有明显改善。如果没有改善，就说明自己的情况不是因为食用含面筋蛋白食物引起的。如果是，就继续不吃。

　　等半年后，再尝试重新少量引入这些食物。如果试探几次，都不再有不良反应了，那就可以继续吃了。如果仍有不良反应，那么就继续避免这些食物。

　　此外，可以去三甲医院变态反应科和营养科求诊，做相关测试，请医生帮助确认自己的情况，并给出是否需要停止食用含面筋食物的建议。

　　知识点4

　　哪些无麸质食材可以替代面食

　　不含有面筋蛋白的主食食材包括：

　　1.各种稻米(包括白色、红色、紫色、黑色的各种品种)；

　　2.小米、黍子(黏性品种就是大黄米)，包括黏性和无黏性的品种；

　　3.各种颜色的玉米；

　　4.藜麦、荞麦；

　　5.土豆、红薯、山药、芋头等薯类；

　　6.红小豆、绿豆、各种花色的芸豆、干豌豆、鹰嘴豆、羽扇豆等杂豆。

　　它们都可以替代面食作为主食食材的一部分。想吃面条的时候，可以用米粉、米线等来替代；想吃点心的时候，可以用无麸质替代版面粉来制作焙烤食品，或者用米糕、山药糕、芸豆卷、土豆泥等来替代。

　　知识点5

　　哪些含麸质的食物可少量吃

　　对于没有严重麸质过敏反应，只是为了改善健康状况而选择无麸质膳食的人来说，可以选择如下食物：

　　1.酱油、黄酱、甜面酱等。它们的制作原料中虽然含有小麦粉，但成品中蛋白质含量较低，且经过微生物的降解，已经失去了大分子网络结构。

　　2.燕麦片粥。燕麦本身面筋蛋白含量低于小麦、大麦，而且压片后煮成粥，因水分过高，籽粒天然结构也已破坏，很难形成连续性的面筋蛋白网络。故在确认没有不良反应的前提下，燕麦粥仍可食用。

　　3.酿皮。酿皮制作过程中分离除去了大部分蛋白质，故面筋含量较低。但额外给的面筋切块不能吃。不过，经过洗去蛋白质的处理，不仅蛋白质含量大幅度下降，而且损失维生素和矿物质，故这类食品的营养价值较低。

　　4.虾饺等小吃。它们有透明的外皮，使用的不是面粉，而是澄粉，也就是去掉蛋白质的小麦粉。其中维生素和矿物质含量也很低。

　　5.蛋糕、饼干和酥点。它们是用低筋粉制作的，面筋蛋白含量低于普通面食，而且加入了大量油脂，阻碍了面筋网络形成。主要问题是营养价值低，热量高，故不建议经常食用。

　　除了燕麦片之外，其他这些食物营养价值都不高，不能因为它们麸质含量低就经常食用，只能用来偶尔换换口味。

　　然而，有严重过敏反应的人，特别是乳糜泻患者，以上食物仍应尽量避免，少量尝试几次后，等待至少三天时间，证明没有不良反应之后再行食用。

　　也许正因为不能吃面食才能发现，人类居然如此过分依赖小麦做成的各种美食，其实没有它们，每天吃的食材品种可以更加丰富。大米小米混合饭搭配鱼肉蛋奶和各种蔬菜，也是可以很好吃的。

　　文/范志红(中国营养学会理事，中国科协聘科学传播首席专家)

　　(北京青年报)

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　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）