近日,北京市農林科學院雜交小麥研究所北京小麥種子檢測中心聯合蘇州拉索生物晶片科技有限公司、中國農業大學、西北農林科技大學等機關成功研發國内首款具備完全自主知識産權(涵蓋SNP标記、晶片、試劑及掃描器)的高密度固相小麥育種晶片——“華麥芯”普通小麥基因分型65K晶片(簡稱“華麥芯65K”)。這一突破性成果對提升大陸小麥品種創新、知識産權保護和種子品質控制具有重要意義。
華麥芯65K實拍圖
小麥(Triticum aestivum L.)是世界上重要的糧食作物。大陸是全球小麥生産和消費第一大國,在人口不斷增長、農業可利用資源短缺、糧食生産成本逐年提升等實際國情下,提升小麥單産是保障國家糧食安全的根本途徑。
以雜交育種為代表的正常育種在大陸糧食作物遺傳改良中發揮了重要作用,但目前,以标記輔助選擇、全基因組背景選擇等為代表的分子育種技術優勢尚未得以充分發揮。其中,簡易、高通量、低成本标記檢測技術和産品的缺失是限制分子育種開展的重要因素之一。過去二十年,高密度固相基因晶片技術由illumina、affymetrix等國外企業壟斷,其高昂開發和檢測成本限制該技術在大陸大規模應用。是以,突破國外技術“卡脖子”,研發具有自主知識産權的高密度、高通量、低成本、可定制的固相基因晶片對推動分子育種的快速發展至關重要。同時,對于大陸實質派生品種制度的落地,提升大陸小麥品種創新、知識産權保護和種子品質監控水準具有重要意義。
國産固相基因晶片——華麥芯65K的成功研發,實作了大陸高密度固相育種晶片從0到1的突破,将為大陸小麥育種創新發展提供重要支撐。
SNP位點來源及染色體分布
華麥芯65K嚴格遵照《小麥品種真實性鑒定SNP标記法》(NY/T 4021-2021),囊括真實性鑒定和已知品種高密度指紋資料庫建構的所有位點,并整合轉基因檢測所必需的特定标記物,以及部分與小麥産量、品質、抗病等功能基因或緊密連鎖的SNP标記。
以中國春2.1版本為參考,目前包含54993個精選的SNP标記(可根據未來研究重要結果擴充至65K),覆寫196個性狀相關的标記。SNP位點在A、B、D染色體上分布較均衡,多态性位點占比高達99.1%,具備良好的區分能力和穩定性;單個SNP位點采用15-30個微球重複檢測,平均檢出率高達99.0%,再現性高達99.5%。
突出優勢
01
全自主
從晶片制備到掃描器、試劑、配套軟體及算法在内的一體化解決方案均可自主實作。截至目前,蘇州拉索生物晶片科技有限公司已獲得13項發明專利授權、2項實用新型專利授權、1張醫療器械注冊證,是大陸法律體系下,在高密度固相基因晶片研發和生産領域知識産權布局最完善的公司。
主要供應商立足本土,不受國際環境波動影響,確定産品穩定供應。
專業的本土技術支援團隊提供全程高效服務,確定使用者無憂使用。
02
可擴充
可根據需要在原有晶片基礎上随時添加新的檢測位點,無需重新定制新的晶片,靈活性高、可塑性強。
03
多效用
該晶片集背景篩選、品種鑒定、轉基因檢測等多用途于一體,可實作一站式全面篩查,大幅提高檢測效率,并節約成本。
04
低成本
固相基因晶片在規模化檢測時展現出顯著的成本效益。随着樣本數量增加,單個樣本的檢測成本呈下降趨勢,經濟效益明顯。
05
高效率
固相基因晶片以固态基底上的寡核苷酸探針為基礎,無需依賴測序或其他基因分型技術,即可一次性并行檢測數十萬至數百萬個SNP位點,從檢測到資料分析,整個過程僅需72小時,且準确率保持在99%以上。
僅需24個樣本即可完成檢測,無需湊樣。
應用場景
- 小麥品種真實性/特異性/一緻性輔助檢測
- 實質派生品種診斷
- 轉基因檢測
- 遺傳連鎖圖譜建構與QTL定位
- 全基因組選擇育種
- 标記輔助選擇育種等
資料表現
圖1 華麥芯65K SNP位點染色體分布圖
*本産品SNP位點豐富,完整覆寫普通小麥的21條染色體
圖2 華麥芯65K SNP位點最小等位基因頻率(MAF)分布情況
圖3 使用華麥芯65K 檢測187份審定品種小麥标準樣品建構的SNP指紋聚類圖
圖4 華麥芯65K檢測測試樣本的檢出率
*測試樣本平均檢出率為99.13%
圖5 華麥芯65K檢測測試樣本的複現性
*測試樣本平均複現性為99.34%
圖6 華麥芯65K單個SNP位點在品種鑒定應用中的聚類分型圖
主要研發
團隊介紹
北京市農林科學院雜交小麥研究所
北京小麥種子檢測中心
01
北京市農林科學院雜交小麥研究所北京小麥種子檢測中心,是從事小麥等農作物DNA指紋檢測技術研發和應用的專業機構。該中心是農業農村部農作物DNA指紋創新利用重點實驗室(部省共建),首批全國打假維權種子檢測機構之一,小麥等農作物種子品質監督抽查檢驗、國家及各省市小麥區試品種DNA指紋檢測牽頭機構,以及農作物DNA指紋資料庫建構機關。
團隊現有骨幹成員11名,其中正進階2人、副進階1人、中級5人、初級1人,具有博士學位3人、碩士學位4人。團隊承擔國家區試标準樣品庫和北京麥類種質資源庫建設,擁有各類種質資源約20000餘份;率先制定了小麥真實性、品種純度等7套小麥品種分子鑒定标準;建構了大陸最大的SSR和SNP-DNA指紋資料庫,庫容達1.3萬餘份;搭建起農作物規模化SSR、SNP标記分子鑒定平台;開發出wheat 90K SNP固相、5K靶向測序液相SNP晶片、65K SNP固相晶片(首個國産具有完全知識産權的SNP晶片);建立了集農作物實體庫、表型庫、分子指紋于一體的綜合資料庫管理系統;累計為品種管理部門和公安司法等提供技術服務3萬餘次,為大陸小麥種質資源評價、品種選育、品種審定、新品種保護、市場監管和種子認證等提供了重要技術支撐。
蘇州拉索生物晶片科技有限公司
02
蘇州拉索生物晶片科技有限公司是國内較早實作高密度固相基因晶片技術自主研發、生産和商業化的企業。公司提供包含晶片、掃描裝置、試劑、專業算法及配套軟體在内的一站式固相基因晶片解決方案,緻力于通過國産自主研發和持續創新,推動基因檢測技術在更多場景的應用和普及。
團隊核心成員畢業于北京大學、清華大學、哥倫比亞大學、上海交通大學等國内外知名學府,并曾在國際一流實驗室或研究中心進行過深入研修。研發團隊成員的專業背景覆寫分子生物學、合成生物學、有機化學、機械工程、機器學習、生物資訊等多個學科,形成了一個高度專業且跨學科交融的知識架構。他們在分子診斷、生命科學等領域具有豐富的研發經驗,并同時兼具紮實的項目管理能力和實戰能力。
聯系方式
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