种子，对于确保国家粮食安全至关重要。如何一次性对大量种子样本进行基因分析，加速优良性状筛选和遗传改良？一家来自苏州工业园区的生物科技企业，正在作出别样的尝试：以3年1.5亿元的研发投入，实现我国高密度固相育种芯片从0到1的原始创新。

随着“华麦芯”普通小麦基因分型65K芯片发布，今天（5月16日），苏州拉索生物芯片科技有限公司宣布，我国已拥有完全自主知识产权的国产固相芯片来助力小麦育种研究，这对于我国实质派生品种制度落地，提升我国小麦品种创新、知识产权保护和种子质量监控水平具有重要意义。

从传统的农家育种到田间地头杂交育种，再到如今的实验室里分子育种，全球种业的发展日新月异，生物育种日益成为趋势。“分子育种是从分子层面筛选或叠加优良基因组合，可减少重复实验和资源消耗，大大加速育种进程。”拉索生物总裁刘超钧说。固相芯片一次能检测海量基因，节省大量人力物力，是分子育种时代的金标准。然而，我国在这一领域长期被国外“卡脖子”，面临芯片之困。

电子显微镜下的芯片表面

一片薄薄的单晶硅板，20多个小方块均匀分布。在微米级世界，这块单晶硅板“载量”巨大：每个小方块上有八九百万个微孔；每个微孔上都有一个微球，耦连着几十万条探针；几十万条探针同时捕获并检测一个SNP遗传标记位点……今天，在拉索生物的实验室中，记者看到了“华麦芯65K”。“固相芯片把大规模检测单元集成于一张芯片，一片就能实现百万级通量的基因分型。”刘超钧说。

“华麦芯65K” 是由拉索生物联合北京市农林科学院杂交小麦研究所、中国农业大学、西北农林科技大学等共同研发。其中，芯片制备、试剂及扫描仪由企业自主研发，具备完全自主知识产权。刘超钧说，在技术层面，“华麦芯65K”性能不输国际巨头，仅需72小时就能完成检测，准确率超99%。相比国外200万美元的开发门槛和动辄长达半年的开发周期，目前，拉索生物固相芯片定制周期缩至7周至10周，价格不到十分之一。“我们能在原有基础上随时增加新检测点位，相当于建了一个开源系统，大家可以按需定制，无需新开发芯片。接下来，公司计划开发水稻、玉米、大豆、棉花、生猪、肉鸡等育种芯片。”

凭借技术优势，芯片还能帮助种业企业维权。“假设企业新培育出的品种被私自杂交，我们把杂交的品种跟原品做‘亲子鉴定’，出具报告。从长远来看，将大大提升种业企业在育种上的投入。”刘超钧说。

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为何要用“芯片”来育种？

以“杂交水稻之父”袁隆平的研究成果为培育代表的杂交水稻，耗时15年完成培育。培育期间，经历上千个谷稻品种的选择，上万个组合回交转育实验。实验后期，更集结全国13个省市20多个科研单位及其它力量合力完成。

进入育种3.0时代，分子育种从解码并利用生命遗传秘密出发，借助基因科学，实现了更为高效的育种，成为现代种业最为重要的育种手段之一。固相芯片基于碱基互补杂交原理，通过设计并固定与待测位点互补的寡核苷酸探针，获取待测位点的基因分型结果。通过微阵列技术，固相芯片可将百万级检测单元固定于一张小小的芯片，实现高通量基因分型。以拉索生物的高密度固相基因芯片为例，每个微球上耦连有几十万个探针，这些探针去捕获并检测同一个SNP位点，大大提升了位点的捕获率。

固相芯片的定制成本较高，但在定制完成后，单个样本的检测成本会随着样本量的增加而边际递减。也就是说，样本量越大，固相芯片的单个样本检测成本越低，非常适合企业的规模化基因分型。

对于育种公司来说，采用分子育种常常需要对大量动植物进行批量化基因分型，以筛选适合培育的种源，此时，固相基因芯片更具备成本优势。（苏报融媒记者 董捷 文/摄 部分图片由企业提供）

来源：引力播

编辑：翟存鸣

审读：何海荣

审核：陈晓军

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