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基于自适应堆叠集成机器学习的可解释基因组选择框架AdaptiveGS
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月09日 来源:Theoretical and Applied Genetics 4.2
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来自国内的研究人员针对基因组选择(GS)中基础模型(BLs)选择缺乏统一框架的问题,开发了基于PR指数(结合Pearson相关系数PCC和标准化均方根误差NRMSE)的自适应堆叠集成学习框架adaptiveGS。该框架通过筛选7种机器学习(ML)模型中排名前3的BLs,在4个物种21个性状数据集上平均预测准确率(PCC)达0.703,较传统方法提升14.4%,并结合SHAP技术解析显著SNPs位点,为分子育种提供高效可解释的GS解决方案。
在分子育种领域,基因组选择(Genomic Selection, GS)技术正掀起革命浪潮。这项研究创新性地提出了adaptiveGS框架——一个基于自适应堆叠集成学习(Stacking Ensemble Learning, SEL)的可解释预测系统。就像组建一支"全明星战队",该系统通过PR指数(融合Pearson相关系数PCC和标准化均方根误差NRMSE)从7种候选机器学习(ML)模型中智能筛选出表现最优的3个基础模型(BLs),如同精准匹配最佳球员组合。
实战检验中,adaptiveGS在4个物种21个性状数据集上大显身手,平均预测准确率(PCC)飙升至0.703,较传统方法提升14.4%的惊人幅度。更令人振奋的是,研究团队引入博弈论启发的SHAP(SHapley Additive exPlanations)技术,像"分子显微镜"般解析出影响性状变异的关键SNPs位点及其互作效应。这套系统不仅为育种学家提供了高精度的预测工具,更打开了基因组"黑箱",让重要分子标记无所遁形。
目前这套"智能育种助手"已开源发布,开发者可通过GitHub获取这套融合机器学习和生物解释性的前沿工具包,共同推动精准育种进入可解释人工智能新时代。
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