9月28日,上游新聞記者從西南大學獲悉,西南大學團隊歷經八年努力,成功研發全球首張油菜液相育種芯片——油菜50K液相育種芯片。

  要想收成好,首先要種子好。種子創新是推動農業發展的核心動力,生物育種則是生物農業的首要方向。這就是“種質資源”“育種技術創新”。

  “一堆種子擺在面前,經驗豐富的人也許能憑借肉眼觀察其好壞,但哪種種子長出來的植株更高?哪些種子的產量高?哪種種子不容易生病蟲害?這些問題則必須依靠現代科技?!蔽髂洗髮W農學與生物科技學院教授盧坤稱,隨著分子設計育種成為引領作物遺傳改良的前沿技術,越來越多的研究者希望借助基因組測序、多組學分析、生物信息學的利器探索基因調控奧秘,提高育種效率。

  正因如此,育種芯片的研發在育種技術創新上也非常重要。

  育種芯片和傳統意義上的手機電腦等工業芯片不同,是生物物種基因檢測的重要工具,通過生物芯片可以讀取生物樣本DNA數據?!昂唵蝸碚f,育種芯片可讓研究人員了解這類種子的大部分特性,從而指導重要品種培育?!北R坤說。

  當然,育種芯片的形式也有不同,大致分為固相芯片和液相芯片兩類。液相芯片在價格上極具優勢。從原理來講,傳統的固相芯片是基于熒光檢測,根據熒光強弱進行反應。由于反應位點固定,且以板為單位進行使用,即使只有效使用了其中一個芯片單元,都會造成整板芯片報廢,這在無形之中增加了研發成本。而液相芯片是基于DNA的捕獲,然后再進行測序,它對同一個位置進行了多次的測序。準確率不僅更高,且位點設計更為靈活,成本價格也僅占固相芯片的1/5。

  “油菜過去有育種芯片,但不是液相芯片;液相芯片有其他領域,但不是針對油菜。油菜液相育種芯片則是全球首張?!北R坤說。

  據了解,該團隊歷時八年,前期對全球588份有代表性的油菜品種進行了全基因重測序,挖掘出500萬多個SNP位點,然后從中篩選了5萬多個位點,設計了這款液相育種芯片。該芯片能為油菜靶向捕獲測序、遺傳分析和基因組育種提供基因組學資源。

  盧坤介紹,之所以聚集油菜領域,是因為油菜作為我國重要的油料作物,每年為國家提供50%以上的國產食用油,對擴大油料生產,保障國家糧油安全有重要意義。

  “育種從古至今,已經歷了四代變革?!北R坤說,第一代是人類將作物馴化為栽培品種;第二代是常規育種,如雜交育種;第三代是分子標記輔助選擇育種;第四代是智能化生物育種,以全基因組選擇和基因組設計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只是一個中間環節,前期團隊完成了油菜全基因組重新測序,鑒定出全球油菜的上百萬個變異位點?!拔磥?,我們將基于該芯片構建智慧設計育種平臺,利用平臺,設計好基因型,培育出國家和農民需的新品種?!?/p>