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芯片一扫基因好坏就知道 全球首个水稻育种“神器”光谷造

    发布日期:2016-5-13 14:42:00                            浏览次数:534

    在光谷,有一支特殊的育种“国家队”——中国种子生命科学技术中心,他们研发的基因育种芯片能够将水稻育种时间缩短一半,被称作育种“神器”。

    昨日,记者走进这个特殊的团队,探究育种“神器”的神奇之处。

    超级芯片

    让育种时间缩短一半

    育种芯片到底啥模样?

    在中国种子生命科学技术中心,记者看到,一张8厘米长、2.5厘米宽、厚度不到0.2厘米的玻璃薄片,这就是育种芯片。

    这个育种“神器”如何工作?

    首先,育种专家从每个杂交后代身上取下一片叶子,将全部基因抽提出来。

    接着,育种芯片“闪亮登场”,基因在育种芯片下扫描,好的坏的一目了然。

    和传统育种相比,育种芯片的优势何在?

    技术中心副主任周发松介绍,育种芯片是一种检测工具,借助芯片,育种专家在实验室就能准确鉴定杂交后代中携带优良基因的植株,从大量后代中快速排除不能成才的“坏小子”,避免了大量田间选育工作,使新品种的选育时间从8到10年缩短至3到5年。

    海归专家打造

    全球首个水稻全基因组育种芯片

    周发松博士是国家“千人计划”专家,现为中国种子生命科学技术中心副主任、作物育种技术创新与集成国家重点实验室主任。2010年,周发松从美国回到湖北,加盟中种集团,在张启发院士的支持下,与多位科学家在光谷创建中国种子生命科学技术中心。

    “传统育种耗时耗力,以一块10多亩的试验田为例,就有10多万份样本植株材料,需要逐一观察并作记载,培育一个新品种至少要8到10年,而且数据误差不易控制。”周发松介绍,借助育种芯片,育种专家可以先对杂交水稻种苗的基因进行检测,提前获知水稻的“性格”。

    水稻基因图谱中,包含几亿个基因密码信息。为研制水稻育种芯片,周发松带领团队在已破译的基因组信息中,精选出有育种价值的基因标记序列植入育种芯片中。

    2012年4月,全球首个水稻全基因组育种芯片正式在技术中心诞生,创造了育种芯片领域中国自主知识产权的第一。

    4年来,周发松带领团队将育种芯片1.0版升级到2.0版、3.0版。目前,这套芯片样品检测准确率和技术重复率均高达99%,这意味着同一个品种,用芯片检测100次,有99次的结果是一样的。

    量身定制

    让绿色水稻成为可能

    育种芯片选育水稻属转基因技术吗?“不是!”周发松解释,转基因技术是不受物种间的限制的,从理论上讲,利用转基因技术可以实现任何物种间基因的转移。但是,水稻全基因组育种芯片是帮助育种专家在水稻这一物种中进行快速、精确改良,仍属于杂交育种。因此,育种芯片选育的水稻是真正的绿色食品。“有了育种芯片,水稻育种将迎来革命性突破。”周发松说,传统育种专家能有效改良株高、穗长、籽粒大小、颜色等“看得见”的性状;而利用芯片则能准确鉴定和筛选水稻种子的病、虫抗性,高、低温逆境耐受能力,节水,肥料利用效率等这类不易“看见”的性状,进而集合优良基因,实现更为精准、高效地选育新品种。

    2015年9月,该中心利用育种芯片开展的稻瘟病抗性定向改良科技成果成功通过专家组鉴定,达到国际先进水平。目前,中种集团正对借助育种芯片选育的抗病、优质、高产绿色超级稻进行测试,力争早日将其推向市场。

    去年11月,全国人大常委会第十七次会议通过了种子法修订案,明确定义何为“假劣种子”。周发松表示,育种芯片可以准确鉴定水稻品种基因指纹,为打击假、劣种子提供有效的技术手段,也能保护育种专家的知识产权、促进育种成果市场化交易,提高科技成果的生产转化效率。

    (来源:荆楚网)

     

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