機械学習を利用したゲノム情報による黒毛和種の遺伝的能力評価法の開発

利用机器学习的基因组信息开发一种评估日本黑色品种遗传能力的方法

• 批准号: 22K05977
• 负责人: 西尾 元秀
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05977/
• 关键词: 黒毛和種; 機械学習; 非相加的遺伝効果; 枝肉形質; ゲノム情報; 遺伝的能力評価; 育種; ゲノミック評価

機械学習を利用したゲノム情報による新たな遺伝的能力評価の手法として、ベイズ法、カーネル法、ブースティング法、畳み込みニューラルネットワーク法およびkinship-adjusted-multiple-loci（KAML）法の５つの手法を開発した。これらの手法を利用することによって従来の統計育種学種法では定式化できなかった非相加的遺伝効果等の複雑な遺伝効果を含んだ遺伝的能力を算出することが可能になり、これまで以上に遺伝的能力の評価精度が向上することから家畜の改良速度が向上すると期待できる。まず、本年度はコンピューターシミュレーションによって発生させた2,000頭規模の疑似的なウシ集団データを対象に、開発した５つの手法を用いて遺伝的能力を評価した。開発した手法によって得られた遺伝的能力評価値と観測値との相関係数から遺伝的能力の評価精度を算出した結果、ベイズ法やKAML法では従来法よりも最大で10％程度遺伝的能力の評価精度が向上することが明らかになった。今後、黒毛和種の実データで検証するために、本年度は家畜改良センターおよび鳥取県畜産試験場の黒毛和種肥育牛96頭について枝肉形質の記録を収集するとともに、GGP BovineLD-24v4.0（イルミナ社製）で30,105か所の一塩基多型解析を実施してゲノム情報を蓄積した。これまで収集してきたデータと併せて約3,900頭のデータを蓄積することに成功し、開発した遺伝的能力評価法の精度を詳細に検証するためのデータ整備が整いつつある。

The five methods for evaluating the ability of machine learning to utilize the new information are developed: the first method, the second method, the third method, the fourth method and the kinship-adjusted-multiple-loci (KAML) method. The method of statistical breeding is used to calculate the ability of non-additive genetic inheritance, including genetic inheritance, to evaluate the accuracy of genetic inheritance, to improve the speed of livestock, and to improve the quality of livestock. This year, we will evaluate the ability of the company to develop 2,000 suspected group projects, develop five methods and use them. The accuracy of the evaluation of the ability of the open method is calculated by the correlation coefficient of the open method and the KAML method. The accuracy of the evaluation of the ability of the open method is calculated by the maximum of 10%. In the future, the quality of meat of 96 black and white cattle from the livestock improvement and breeding test site in Tottori will be recorded and collected. GGP Bovine LD-24v4.0 (International System) will be implemented and the multi-type analysis information will be accumulated. The collection of data and the accumulation of approximately 3,900 data were successfully tested and the accuracy of the ability assessment method was evaluated in detail.