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Accès ouvert déclaré 2026 article

Integrating machine learning with single-step GBLUP for enhanced genomic prediction in white spruce

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5Institutions déclarées
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Rattachement africain : ar, us, ca. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract We evaluated the predictive performance of machine learning-augmented single- and multi-trait single-step genomic best linear prediction (ssGBLUP) models for 30 complex traits spanning productivity, chemical defense, and climate adaptability in white spruce ( Picea glauca ) from Alberta, Canada, genotyped at 211,061 SNPs. We extend a novel integration of the ssGBLUP with non-linear kernels for forest tree improvement. Using the conventional ssGBLUP model with VanRaden’s linear genomic relationship matrix as baseline, we compared two non-linear extensions: an averaged Gaussian kernel (GK) with trait-specific bandwidths and an arc-cosine kernel (AK) with 1–20 layers (depth). To relate prediction gains to genetic architecture, we also fitted an extended GBLUP model explicitly including additive, dominance, and epistatic (additive × additive and additive × dominance) effects. Additive effects predominated in 21 traits, dominance contributed > 50% of variance in several chemical-defense traits, and epistasis explained ~ 25% in key physiological traits. Predictive performance varied by kernel type and trait architecture. AK achieved the highest accuracy in 29 traits, improving prediction by up to 27% (predictive differences up to ~ 0.10), particularly for traits with more complex genetic architectures. GK yielded modest gains (< 7%; predictive differences < 0.03), while linear G kernel remained competitive for core productivity traits. In multi-trait models, non-linear kernels performed similar to the linear alternatives. Notably, low-heritability traits such as drought resistance improved from 0.446-0.517 to 0.461-0.547 accuracy with multi-trait integration. These findings suggest that matching kernel complexity to genetic architecture may enhance genomic prediction and highlight the potential of non-linear kernels, particularly AK, in forest tree breeding.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Integrating machine learning with single-step GBLUP for enhanced genomic prediction in white spruce
Date Crossref
10/07/2026
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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