辛志奇， 赵航， 汪海， 路铁刚*

1.中国农业科学院生物技术研究所，北京100081；2.中国农业大学国家玉米改良中心，北京100193

随着全球人口数量不断增加，到2050 年，全球对粮食的需求预计将比2005 年增加100%～110%[1-2]。为满足人们对农作物产品日益增长的需求，创新育种技术显得尤为重要。在漫长的农业历史中，育种主要经历了三个阶段：通过观察植株表型，选育优良自交系的传统育种；应用统计学、数量遗传学预先设计杂交育种实验，获得杂种优势的杂交育种；综合单倍体育种、分子标记育种和转基因育种的现代生物工程育种[1]。Edward S Buckler[2]总结了过去的三个时代，并提出了“育种4.0”的概念。王向峰等[1]提出了在“育种4.0”时代深度融合生命科学、信息科学和育种科学的理念。人工智能设计育种是由人工智能与育种相结合，能够给传统育种带来革命性的改变。它包括利用深度学习和机器学习把基因组学、转录组学、蛋白质组学、表观遗传学、代谢组学和表型组学的多组学数据结合，构建遗传调控网络，实现对作物表型的精准预测；深度学习指导基因编辑，实现对作物表型的控制和设计；深度学习在合成生物学的应用会使作物的设计育种更加自由高效。

1 人工智能及分支

人工智能这一概念最早在20 世纪40 年代被提出，但是受计算能力的限制，人工智能领域一直处于发展的低谷。进入21 世纪后，计算机性能的大幅提升（尤其是GPU 的发展）使得人工智能领域重新回到人们的视野。目前，人工智能已被应用于多个领域。……