恭喜潍坊科技学院;寿光睿智信息技术有限公司孙明茂获国家专利权
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龙图腾网恭喜潍坊科技学院;寿光睿智信息技术有限公司申请的专利一种基于机器学习的水稻基因型与表型关联预测的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119152951B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411628629.0,技术领域涉及:G16B50/00;该发明授权一种基于机器学习的水稻基因型与表型关联预测的方法是由孙明茂;张静;孙洪江设计研发完成,并于2024-11-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于机器学习的水稻基因型与表型关联预测的方法在说明书摘要公布了:本发明涉及生物信息学和机器学习领域,尤其涉及一种基于机器学习的水稻基因型与表型关联预测的方法。内容包括:收集水稻样本的基因型数据和表型数据,采用动态特征提取算法生成基因型特征,从而得到基因型特征集合;S2:构建基因型与表型关联预测模型,基于基因型特征集合来预测表型。解决了基因型数据由于不同基因位点的数据分布不均匀或周期性变化而难以准确捕捉特征信息,现有特征提取方法难以识别复杂特征;在农业基因型与表型预测方面,尤其是水稻育种、抗病性增强和产量优化领域,缺少专门针对生物信息学特征提取与关联预测的有效方法;在处理特征冗余时表现不足,导致对某些不重要或冗余特征过度依赖的技术问题。
本发明授权一种基于机器学习的水稻基因型与表型关联预测的方法在权利要求书中公布了:1.一种基于机器学习的水稻基因型与表型关联预测的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:收集水稻样本的基因型数据和表型数据,采用动态特征提取算法生成基因型特征,基因型特征的计算公式为: ;其中,表示第个水稻样本在第个基因位点的基因型特征的值;表示第个基因位点的基因型特征的权重;表示第个水稻样本在第个基因位点的基因型数据;表示双曲正切函数;表示第个基因位点在所有水稻样本中的均值;表示第个基因位点在所有样本中的标准差;表示正弦函数;从而得到基因型特征集合;S2:构建基因型与表型关联预测模型,基于基因型特征集合来预测表型,基因型与表型关联预测模型通过对基因型特征的学习和提取来预测表型;基因型与表型关联预测模型包括输入层、交互特征学习层、残差连接层、动态特征选择层和输出层;将基因型特征集合作为输入特征输入到输入层;所述交互特征学习层引入生物信息学中的基因交互特征学习机制,通过元素级乘积操作,将基因型特征中的每个元素按位相乘,同时,通过外积操作生成一个矩阵,矩阵中每个元素都表示不同特征之间的非线性交互;通过引入交互特征学习层的权重矩阵,将元素级乘积与外积的结果转换到输出特征空间,并使用偏置向量调整输出结果;通过非线性的激活函数学习非线性关系;残差连接层将交互特征学习层的输出结果与基因型特征集合进行组合,并引入门控机制,通过激活函数控制输入特征的传递;并输出经过残差连接层后水稻样本的基因型特征集合;动态特征选择层根据经过残差连接层后水稻样本的基因型特征对预测结果的贡献动态调整基因型特征的权重,调整的依据有两个方面:一是每个基因型特征在之前轮次中对损失函数的贡献度;二是相似性惩罚机制;并输出经过动态特征选择后的水稻样本的基因型特征集合。
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