植物基因组跨物种建模的里程碑：PlantCaduceus DNA语言模型的创建与突破性应用 一、学术背景与研究动因 在过去二十年里，伴随高通量测序技术的飞速发展，超过1000种植物基因组已经发表，预计未来这一数字还将持续激增。然而，对这些庞大基因组的功能元素进行注释、理解它们在转录和翻译层面的表达调控，以及分析不同遗传变异对于生物个体适应性和性状的影响，一直是植物基因组学乃至作物改良领域中亟需突破的“瓶颈”问题。 相较于动物和人类，植物基因组拥有更复杂的结构，表现为基因组大小巨大、重复序列比例极高、物种间多样性极强，甚至同属同种内部亦具有极大变异。因此，基于单一物种构建的深度学习（deep learning，DL）模型，往往只在特定物种内表现良好，难以跨物种泛化。这极大限制了新测序植物（尤其...

利用分阶段泛基因组进行杂交马铃薯单倍型设计 学术背景 马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球最重要的块茎作物之一，每年为超过120个国家的13亿人口提供食物。然而，马铃薯的四倍体基因组和克隆繁殖方式使其育种进展缓慢，难以通过传统的育种方式快速积累有益性状。为了加速马铃薯的改良，科学家们提出了基于二倍体自交系的种子繁殖杂交系统。然而，二倍体自交系的开发受到大量有害变异的阻碍，这些有害变异的存在严重影响了马铃薯的生长和整体适应性。因此，理解这些有害变异的本质并找到消除它们的方法，成为当前杂交马铃薯研究的重点。 此外，大多数已发表的二倍体马铃薯基因组是未分相的，这掩盖了单倍型多样性和杂合性的关键信息。为了克服这一挑战，研究人员开发了一个分相的马铃薯泛基因组图谱，旨在揭示马铃薯基因...