人民網(wǎng)重慶9月29日電 （劉政寧、周小平、實(shí)習(xí)生陳亦豪）生物芯片作為生物育種關(guān)鍵技術(shù)，從源頭上決定種業(yè)科技水平和國(guó)家糧食安全。29日，西南大學(xué)發(fā)布消息，該校歷經(jīng)八年，成功研發(fā)出全球首張油菜液相育種芯片——油菜50K液相育種芯片。

西南大學(xué)研發(fā)出全球首張油菜液相育種芯片。西南大學(xué)供圖

“油菜液相育種芯片對(duì)于大多數(shù)人而言，是陌生的。油菜、液相、育種芯片，這些詞我們挨著拆分來(lái)解釋，大家就很容易明白了?！蔽髂洗髮W(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院教授盧坤解釋。

據(jù)了解，種子創(chuàng)新是推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力，生物育種則是生物農(nóng)業(yè)的首要方向。隨著分子設(shè)計(jì)育種成為引領(lǐng)作物遺傳改良的前沿技術(shù)，越來(lái)越多的研究者希望借助基因組測(cè)序、多組學(xué)分析、生物信息學(xué)的利器探索基因調(diào)控奧秘，提高育種效率。

正因如此，近年來(lái)，育種芯片的研發(fā)，也成為育種技術(shù)創(chuàng)新的重要賽道。

盧坤解釋，育種芯片和傳統(tǒng)意義上手機(jī)電腦等工業(yè)芯片不同，是生物物種基因檢測(cè)的重要工具，通過(guò)生物芯片可以讀取生物樣本DNA數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，育種芯片可讓研究人員了解，這類種子的大部分特性，從而指導(dǎo)重要品種培育。

據(jù)了解，育種芯片的形式大致分為固相芯片和液相芯片兩類。盧坤介紹，液相芯片在價(jià)格上極具優(yōu)勢(shì)。從原理來(lái)講，傳統(tǒng)的固相芯片是基于熒光檢測(cè)，根據(jù)熒光強(qiáng)弱進(jìn)行反應(yīng)。由于反應(yīng)位點(diǎn)固定，且以板為單位進(jìn)行使用，即使只有效使用了其中一個(gè)芯片單元，都會(huì)造成整板芯片報(bào)廢，這在無(wú)形之中增加了研發(fā)成本。而液相芯片是基于DNA的捕獲，然后再進(jìn)行測(cè)序，它對(duì)同一個(gè)位置進(jìn)行了多次的測(cè)序。準(zhǔn)確率不僅更高，且位點(diǎn)設(shè)計(jì)更為靈活，成本價(jià)格也僅占固相芯片的1/5。

“油菜過(guò)去有育種芯片，但是不是液相芯片；液相芯片有其他領(lǐng)域，但是不是針對(duì)油菜。但油菜液相育種芯片則是全球首張?！北R坤介紹，該團(tuán)隊(duì)歷時(shí)八年，前期對(duì)全球588份有代表性的油菜品種進(jìn)行了全基因重測(cè)序，挖掘出500萬(wàn)多個(gè)SNP位點(diǎn)，然后從中篩選了5萬(wàn)多個(gè)位點(diǎn)，設(shè)計(jì)了這款液相育種芯片。該芯片能為油菜靶向捕獲測(cè)序、遺傳分析和基因組育種提供基因組學(xué)資源。盧坤介紹，之所以聚集油菜領(lǐng)域，是因?yàn)橛筒俗鳛槲覈?guó)重要的油料作物，每年為國(guó)家提供50%以上的國(guó)產(chǎn)食用油，對(duì)擴(kuò)大油料生產(chǎn)，保障國(guó)家糧油安全有重要意義。

據(jù)悉，育種從古至今，已經(jīng)經(jīng)歷了四代變革。第一代是人類將作物馴化為栽培品種；第二代是常規(guī)育種，如雜交育種；第三代是分子標(biāo)記輔助選擇育種；第四代是智能化生物育種，以全基因組選擇和基因組設(shè)計(jì)育種的方式獲得新品種。

盧坤表示，油菜液相育種芯片的研發(fā)只是一個(gè)中間環(huán)節(jié)，前期團(tuán)隊(duì)完成了油菜全基因組重新測(cè)序，鑒定出全球油菜的上百萬(wàn)個(gè)變異位點(diǎn)。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將基于該芯片構(gòu)建智慧設(shè)計(jì)育種平臺(tái)，利用平臺(tái)，設(shè)計(jì)好基因型，培育出國(guó)家和農(nóng)民需要的新品種。

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