玉米是我国第一大作物,保障其产量与品质对粮食安全至关重要。
传统的玉米自交系选育依赖多代回交,周期长、效率低,受环境影响大。分子育种技术能一次性检测数万至数百万个位点,大幅缩短育种周期。而其核心工具——固相基因芯片,长期被国外企业垄断。
如今,这一“卡脖子”困局迎来突破。由中国农业大学赖锦盛教授团队与苏州拉索生物芯片科技有限公司(下称“拉索生物”)联合研发的“中农芯18K”玉米固相芯片,依托北京通州种业园实验室产业化应用,凭借完全自主知识产权的全链条国产化优势,以近16K高质量SNP位点、98.35%的检出率、99.72%的检测重复性,检测精准度比肩国际高端产品,费用降至29元/样,真正让高密度基因检测覆盖育种全流程成为可能。
01
行业痛点
高精度与高成本的“两难抉择”
过去,国内育种企业在应用基因检测技术时,普遍面临三重困境:
成本之困: 进口高密度芯片检测价格居高不下,动辄上百元的单样成本,让育种企业在大规模筛选、全流程应用中“望而却步”,只能被迫减少检测样本量,导致育种决策缺乏充分的数据支撑。
时效之困: 传统检测周期过长,往往错失田间授粉前的关键决策窗口。在育种快节奏的研发需求面前,滞后的数据反馈严重限制了当季检测与表型观测的效率。
精准之困: 为控制成本,部分企业退而求其次选择低密度芯片。但位点稀疏导致的数据准确度不足,特别是在回交转育背景回复率检测中容易出现偏差,误导育种方向,最终“省了小钱,误了大局”。
这一系列痛点,根源在于上游核心技术的缺失。过去二十年,固相芯片技术被美国Illumina和Affymetrix垄断,其“高价格、高门槛”的商业策略,使中国育种界长期陷入“用不起、不敢用”的被动局面。这一关键核心技术和底层检测工具的缺失,也极大程度上阻碍了我国农业育种科技水平的发展。
02
利器登场
“中农芯18k”成本直降90%
关键技术买不来,唯有自主创新才能突围。
目前,由中国农业大学赖锦盛教授团队和拉索生物联合开发,由通州种业园实验室负责产业化应用,拥有完全自主知识产权的“中农芯18K”玉米固相芯片,已彻底打破国外二十余年的垄断。
这一突破不仅仅是国产替代,更是一次性能与成本的全面优化。
该技术平台实现了从核心位点标记、芯片设计,到配套仪器、试剂,再到数据分析软件的全链条自主知识产权。相比进口芯片,检测成本直接降低90%,让高密度检测从“奢侈品”变成了育种家的“日常工具”。
作为国产技术突破的集大成者,“中农芯18k”以其硬核的技术参数和广泛的应用场景,为精准检测筑牢了根基。
一方面,位点优质,均匀覆盖。芯片以Mo17端粒到端粒完整参考基因组为基准,精选自3000份玉米自交系,搭载近16K高质量SNP位点。这些位点在玉米10对染色体上均匀分布,从源头上保证了检测的全面性与代表性,避免因位点偏倚导致的数据偏差。
另一方面,数据精准,比肩国际。精准度是芯片的“试金石”,经大量实验验证,“中农芯18k”检出率高达98.35%,检测重复性达99.72%。如此高的精度,确保了回交转育中背景回复率检测结果的绝对可靠,让育种方向的调整有据可依。
此外,场景全面,一站适用。从种质资源遗传结构分析,到回交转育背景筛选;从品种鉴定及DNA指纹分析,到全基因组关联分析,这款芯片可覆盖玉米育种核心环节,满足不同阶段的多元化检测需求。
03
产业赋能
通州种业园让普惠检测触手可及
拥有好芯片只是第一步,让育种企业“用得上、用得起、用得好”才是关键。
依托北京通州种业园实验室专属的国产固相芯片检测平台,两项核心服务优势直击产业痛点:一是价格优势:29元/样。二是 效率优势:一周出报告。
实验室首次将“中农芯18k”的检测服务价格降至 29元/样。这一普惠化价格,打破了“高价限制应用规模”的行业僵局,使高密度基因检测覆盖育种全流程、全样本成为可能。
依托高通量的国产检测平台,实验室承诺 “一周即可出具检测报告”。高效的检测周期完美匹配育种企业产业化、快节奏的研发需求,确保在授粉前窗口期内完成决策,让回交转育效率实现跨越式提升。
此外,凭借全面的资质与全流程服务能力,通州种业园实验室可提供覆盖育种全生命周期的“一站式”解决方案:包括种质资源基因型鉴定、育种阶段同质化筛查与EDV预判、申报阶段DNA指纹及纯度检测、推广阶段市场抽检等。
从“卡脖子”到“撒手锏”,国产“中农芯18k”芯片与通州种业园实验室的落地,重构了我国玉米育种研发方式。当高密度检测以极致的性价比走入千企万户,我国玉米育种的高效推进和产业化升级,将迎来真正的“芯”动力。
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来源 | 综合
编辑 | 农财君
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