大模型与计算育种实验室
水禽育种与营养创新团队
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
大模型与计算育种实验室
水禽育种与营养创新团队
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
蔡文涛 博士
副研究员
动物遗传育种与繁殖
联系方式
18600565640
caiwentao@caas.cn
快速链接
智慧农业育种IASbreeding平台 机器学习基因组预测软件IASML平台 分子表型育种MPtools软件 基因型填充IASimputate平台 牛Bodymaps转录数据库 GWAS富集分析SumGSE软件中国农业科学院 北京畜牧兽医研究所
实验室简介
本实验室隶属于 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 水禽育种与营养创新团队 主要从事畜禽育种技术优化和大模型算法开发研究。
实验室拥有完善的基因组学、生物信息学和统计分析平台，致力于将最新计算生物学方法应用于畜禽育种实践，推动畜禽育种技术创新和产业发展。团队作为国家水禽遗传评估中心的挂靠单位，与多个国家水禽核心育种场开展深度合作，目前已构建肉鸭基因组选择参考群4698只，收集了生长发育、饲料效率、屠宰、繁殖等79个重要性状的表型数据。构建多个维度组学育种参考群1044只，为育种算法的研发提供数据支撑。开发了IASbreeding育种大数据处理平台，机器学习基因组预测IASML、分子表型育种 MPtools等相关育种软件。团队目前有高性能CPU服务器3台，GPU加速育种服务器1台，提供了数据分析处理和快速运算的硬件支撑。
近期动态
- 2025年5月，在 Poultry Science 发表关于肉鸭屠宰性状基因组选择的研究论文
- 2025年5月，在 Poultry Science 发表利用血浆生化指标提升肉鸭重要经济性状选择准确性的论文
- 2025年4月，在 PLoS Genetics 发表关于利用奶牛乳腺多组学信息提升基因组预测准确性研究的论文
- 2024年12月，成功开发 MPtools分子表型育种平台 并投入应用
- 2024年5月，鸭首篇多组织eQTL文章发表在 BMC Genomics 上
- 2024年1月，在 Evolutionary Applications 发表F2鸭杂交群体生长性状基因组预测新方法
个人信息
教育背景
- 2013-2019年 美国马里兰大学 统计遗传学 博士联合培养
- 2017-2019年 中国农业大学 动物遗传育种与繁殖 博士学位（硕博连读）
- 2009-2013年 西北农林科技大学 动物科学 学士
工作经历
- 2019-2023年 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 助理研究员
- 2024年-至今 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 副研究员
- 水禽育种与营养创新团队 骨干专家
研究方向
- 畜禽育种算法开发
- 性状遗传机制解析
- 基因组选择技术
- 多组学联合分析
- 分子表型选育技术
学术荣誉
- 北京市青年人才托举工程
- 中国农业科学院'青年创新专项'
- 2025 ISAG国际动物遗传大会Travel Bursary
- 2015、2019、2021吴常信优秀论文奖（全国动物遗传育种大会）
- 2019 ISAG国际动物遗传大会Travel Bursary
研究方向与成果
畜禽育种算法开发
构建白羽肉鸭基因组选择的参考群，建立了系统化的肉鸭基因组选择技术体系；创新单个标记独立真实方差替代2p(1−p)的新G矩阵构建方法，有效提升了肉鸭选种的准确性。
育种大数据平台开发
研发育种值评估新算法，创建'IASbreeding育种大数据处理平台'，实现了不依赖任何第三方软件包，独立开展机器学习、遗传评估、基因型填充、基因组选种、选配等畜禽育种工作。
分子表型选育技术
创新性提出'分子表型选育技术'，开发了分子表型育种平台'MPtools'，为优质高效畜禽新品种的培育提供技术支持。
性状遗传机制解析
利用多组学联合共定位技术以及遗传方差组分剖分法，解析了肉鸭、牛的重要经济性状关键遗传调控机制。
代表性成果
- 开发创新基因组选择方法，选种准确性提升15%
- 建立首个肉鸭基因组选择技术体系
- 创建IASbreeding育种大数据平台
- 开发MPtools分子表型育种平台
- 解析10+个重要经济性状的遗传机制
在研项目
国家自然科学基金青年项目
项目名称： 基于转录分子信息解析肉牛胴体和肉质性状遗传机制及其在基因组选择中的应用
项目编号： 32202652
起止时间： 2023-2025
研究内容： 利用多组学数据解析肉牛重要经济性状的遗传机制，开发基于转录组信息的基因组选择新方法。
'十四五'国家重点研发计划
项目名称： 鸭鹅重要经济性状育种技术研究
课题编号： 2023YFD1300301
课题负责人： 蔡文涛
起止时间： 2023-2027
研究内容： 研发鸭鹅重要经济性状高效精准测定技术，建立基因组选择技术体系，开发智能化育种平台。
中国农业科学院青年创新专项
项目名称： 基于分子表型优化肉鸭基因组选择的方法研究
项目编号： Y2024QC09
起止时间： 2024-2026
研究内容： 开发分子表型组测定新技术，建立分子表型辅助基因组选择新方法，提高肉鸭育种效率。
代表性论文
1. Mammary gland multi-omics data reveals new genetic insights into milk production traits in dairy cattle
Cai W , Cole JB, Goddard ME, Li J, Zhang S, Song J*
PLoS Genetics , 2025, 21(4):e1011675
2. Comprehensive analyses of 723 transcriptomes enhance genetic and biological interpretations for complex traits in cattle
Fang L.#, Cai W.# , Liu S.#, Canela-Xandri O., Gao Y., Jiang J., Rawlik K., Li B., Schroeder S., Rosen B., Li C., Sonstegard T., Alexander L, Tassell C., VanRaden P., Cole J., Yu Y., Zhang S., Tenesa A., Ma L., Liu G.
Genome Research , 2020, 30(5): 790-801
3. Strategies to improve genomic predictions for 35 duck carcass traits in an F2 population
Cai W.# , Hu J#., Fan W., Xu Y., Tang J., Xie M., Zhang Y., Guo Z., Zhou Z., Hou S.*
Journal of Animal Science and Biotechnology , 2023, 14(1): 74
4. The eQTL colocalization and transcriptome-wide association study identify potentially causal genes responsible for economic traits in Simmental beef cattle
Cai W.# , Zhang Y., Chang T., Wang Z., Zhu B., Chen Y., Gao X., Xu L., Zhang L., Gao H., Song J.*, Li J.*,
Journal of Animal Science and Biotechnology , 2023, 14:78
5. Pan-RNA editing analysis of the bovine genome
Cai W.# , Shi L#; Cao M; Shen D; Li J; Zhang S*; Song J*
RNA Biology , 2021, 18(3): 368-381
6. Genetic parameters and genomic prediction of growth and breast morphological traits in a crossbreed duck population
Cai W.# , Hu J., Fan W., Xu Y., Tang J., Xie M., Zhang Y., Guo Z., Zhou Z., Hou S.*
Evolutionary Applications , 2024, 17(2), e13638
7. Cis-eQTLs in seven duck tissues identify novel candidate genes for growth and carcass traits
Cai W.# , Hu J., Zhang Y., Guo Z., Zhou Z., Hou S.*
Poultry Science , 2024, 25, 429
8. Utilizing Plasma Biochemical Indicators to Improve Prediction of Economic Traits in Crossbred Duck Population
Hu J. #, Wang M., Zhu L., Han C., Yang Q., Liu Z., Song J., Zhou Z., Hou S.*, Cai W.*
Poultry Science , 2025, 105320
7. Optimizing Genomic Selection Strategies for Carcass Traits in Commercial Purebred Ducks
Cai W.# , Zhu L., Han C., Wang M.,Yang Q., Liu Z., Song J., Zhou Z., Hou S.*
Poultry Science , 2025, 105332
招生方向
育种算法创新研究
融合线性混合模型、贝叶斯统计模型和人工智能算法等型框架，开发基因型与分子表型育种新方法
智能表型组技术研发
结合计算机视觉与深度学习技术，开发基于CT、红外成像等多模态数据的智能解析算法
育种大数据平台建设
生物育种工具云平台网站搭建，国家水禽遗传评估中心、肉鸭大数据育种平台建设
招生条件
- 1. 身心健康，具有良好的思想政治素质和道德品质，有很强的沟通能力和团队协作精神；
- 2. 欢迎数学、计算机、生物育种及相关领域（如统计学、计算机科学与技术、软件工程、动物科学、生物技术等）的优秀学生报考；对农业生物大数据、智能育种、基因组选择等研究方向有浓厚兴;
- 3. 热爱科研，具有较强的逻辑思维能力和独立科研能力；在统计模型算法、计算编程、基因组选择等领域有研究经验者会更有优势；
- 4. 招生类别：硕士研究生、博士研究生、联合培养研究生、客座学生
欢迎感兴趣学生将个人简历（学习、工作经历、业绩等材料）发送邮箱：caiwentao@caas.cn
联系方式
个人信息
姓名： 蔡文涛 副研究员
单位： 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
地址： 北京市海淀区圆明园西路2号
电话： 18600565640
邮箱： caiwentao@caas.cn
办公时间
周一至周五：8:30-17:30
周末：预约访问
地理位置
交通指南：地铁16号线农大南路站下车，C口出站向东步行5分钟