在广州,有两项技术走在了前列

一项让中国生猪育种

从“引种—退化—再引种”的死循环中

彻底挣脱

一项沉在深海里

随大国重器下潜至地球最深处

它们,都是广州科技“闷声干大事”的缩影

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“中芯一号”家猪基因育种芯片

打破国外垄断

核心种源一度90%依赖进口

华南农业大学动物科学学院教授吴珍芳作为第二完成人,参与完成的“华系种猪育种技术与核心种源创制及应用”项目获2025年国家科学技术进步奖一等奖,该项目建成了世界最大猪种质资源库,创制了“中芯一号”家猪基因育种芯片,打破了国外长期垄断。

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“中芯一号”家猪基因育种芯片 图源:广州日报

吴珍芳表示,生猪种源的自主可控至关重要。他从事猪遗传育种科研与教学工作近30年,牵头组建“国家生猪种业工程技术研究中心”和广东省及华南区域畜禽种质资源库,牵头实施国家瘦肉型猪育种联合攻关,并获得2024年全国五一劳动奖章。

据介绍,20世纪80年代以前,国人对猪肉的消费习惯更多是本土大肥猪,后来随着国民生活水平的提高,国外生长速度快的瘦肉型猪如杜洛克、长白、大白等快速占领国内市场,本土脂肪型猪因为饲养成本高、出肉率低,在市场上逐步被边缘化。

20多年前,引进的瘦肉型猪进入国内后,往往因养殖环境、疫病防控及饲料条件差异出现“水土不服”,通常不到3代就会出现生产性能的显著退化。加之当时国内缺乏自主育种体系,一旦引进的种猪性能退化,养猪户只能再次高价引种,形成被动局面。‌‌

国外农业巨头还通过‌技术壁垒与专利封锁‌(基因芯片、系谱数据专利),迫使我国养猪业形成“引种—退化—再引种”循环,导致我国‌核心种源(祖代)一度90%依赖进口‌

推动核心种源自给率达95%以上

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吴珍芳和团队成员观察猪生长情况 图源:广州市发展和改革委员会

吴珍芳1998年来到华南农业大学工作后,便被派驻相关集团开展紧密的产学研合作,推动生猪种质资源独立自主。‌‌经过多年的科研攻关,虽然我国市场上90%以上的猪肉仍属于瘦肉型猪,但曾经依赖进口种猪的问题已彻底扭转。

“现在我国种猪育种技术已达到了世界先进水平,甚至我们在某些方面还有后发优势。”吴珍芳透露,我国种猪育种在技术方面已经与国际并跑,种猪的重要经济性状指标也各有特点,更适合我国的养殖条件和各地市场消费需求,综合经济效益好,目前核心种源自给率已达到95%以上。

“这些年来,我们最具代表性的技术成果就是研发了‘中芯一号’基因芯片。”吴珍芳说,“大家养什么猪,肯定会关心它长得快不快,饲料转化效率高不高,肉好不好吃。以往,我们只是依靠观测得到的表型进行评判,部分性状甚至难以测定,而基因芯片则可直接检测基因型,快速判断这头猪是否具有这些优良性状,大大提升了育种效率。”

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“中芯一号”家猪基因育种芯片 图源:广州市发展和改革委员会

吴珍芳回忆,2011年,国外一张猪的基因芯片售价为200美元,“当时,我们建立的育种群体需要大量基因芯片,于是我们和国外基因芯片公司谈判,没想到价格根本压不下来。也就是这次之后,我们在江西农业大学(项目第一完成单位)黄路生院士的牵头下,一起研发中国人自己的基因芯片。”

历经七八年不懈攻关,团队成功实现了国产基因芯片的自主研发。此后,团队持续推进迭代升级与性能优化,目前基因芯片已具备国产化能力——从设计、制造到检测设备,全产业链均已实现自主可控。

依托团队自主开发的基因挖掘技术,芯片在检测准确性上优于国外同类产品;同时,所建立的全自动化工程化平台已达到世界领先水平。

选育出华系种猪顶端核心群22个

据了解,利用“中芯一号”序列基因芯片,我国已选育出华系种猪顶端核心群22个,主要性能超过国际引进品种在中国表现出的最好水平,标志着华系种猪彻底打破国外长期垄断格局。

此次获奖也是我国生猪种业领域首次获国家科学技术进步奖一等奖,同时也是本届全国农业领域获得的唯一国家科学技术进步奖一等奖。

团队创制的“中芯一号”家猪基因育种芯片,育种效率超过欧美主流芯片22%,检测价格从1200元降至100元,且芯片中12项自主专利技术对我国企业全部免专利费使用。

要知道,此前欧美芯片中5个专利位点,每个位点对中国企业每头猪要收取1-8美元专利费。“中芯一号”家猪基因育种芯片的全国产化及其高效率,使全国生猪企业无须承担每年高达75亿元的基因专利费。

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10909米水下

守护“奋斗者”号的“血管”

还记得“奋斗者”号吗?它是我国自主研发的首台万米载人潜水器,自建成以来,取得多项骄人成绩。

2020年,它在马里亚纳海沟坐底10909米,刷新中国载人深潜纪录。最近,又拿下了国家科技进步奖特等奖。

这台大国重器核心部件国产化率超96.5%,而其中最关键的一块“拼图”,来自广州浩瀚电子科技有限公司。它是“奋斗者”号16个子课题参建单位中唯一一家民营企业,负责的是万米深海下的特种电缆与连接器技术。

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“奋斗者”号 图源:广州浩瀚电子科技有限公司

自研技术成功通过万米水深测试

电缆、连接器等元器件如同“奋斗者”号的“血管”,连接着包括推进器在内的所有核心部件。在万米水下,要承担难以想象的水压和腐蚀,一旦出现问题,对潜水器和其中人员就是灭顶之灾。

因此,“奋斗者”号上的电缆等设备,必须采用特殊工艺进行加工和维护。深海潜水器出任务前,都会在现场测试这些特种电缆和连接器的性能。以往,这些特种电缆均从国外进口,一旦电缆出问题、又没有替换件时,就需要寄回国外维修,时间少则三个月、多则半年,价格几乎相当于新买一条电缆。

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“奋斗者”号上的特种电缆 图源:广州日报

随着“奋斗者”号的万米潜深立项,该技术的自主研发变得迫在眉睫。2016年,浩瀚电子正式承接该子课题的研发,重点研制适配11000米水深的特种电缆硫化工艺、钛合金连接器密封结构,并完成万米压力舱模拟试验。

为了实现自主研发,团队前前后后光模具就开了十多套。解决了模具问题后,团队又重点研发了特殊的硫化胶配方,相关人员介绍:“我们与国内很多高校的材料学专家合作,针对万米海底高压、高腐蚀的特殊工况研发配方。经过无数次推倒重来,最终得以确定可以抵御万米深海高压的硫化胶配比。”

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回收“奋斗者”号载人潜水器 图源:中国科学院深海科学与工程研究所

在维护特种电缆时,团队首先将电缆放入模具中,之后注入硫化胶,再用加热器对模具进行加热,最后冷却等待硫化胶的固化成型,实现整套完整工艺。

2020年,“奋斗者”号在马里亚纳海沟万米坐底。浩瀚电子提供了备用连接器、线缆备件,随“奋斗者”号的母船“探索一号”一同出海。其间,公司负责水下接头检修、线缆硫化修复、设备接口故障排查。

为广州海洋科研提供重要保障

如今,“奋斗者”号已经进入常态化科考的维保状态,每次科考,公司的产品都会持续进行配套。相关人员介绍,公司团队会定期参与“奋斗者”号深潜器声光单元、深水接插件、配套电缆备件采购项目及维护服务;同时,公司还持续迭代升级国产化替代方案,降低进口元器件供货依赖风险。

广州一直是海洋科技强市。有了“奋斗者”号的相关经验,如今公司的一系列产品也在支撑着广州的海洋科技。据悉,公司与广州海洋地质调查局建立合作,帮助他们的“海马号”水下机器人进行日常运维;目前还与中国科学院南海研究所合作,参与了国家重大科技基础设施——冷泉生态系统研究装置的相关研发、建设工作,支持装置的海底实验室建设。

万米深海,广州“智造”已成功打卡。下一个深度,或许已经不远了。

参考来源

广州日报《荣获特等奖、一等奖!广州团队把技术掌握在自己手中》

https://mp.weixin.qq.com/s/9Sso25aLs8ZKqA2xObGO9Q?scene=1

广州番禺发布《潜入10909米深海!番禺这家公司凭什么拿下国家科学技术进步奖特等奖?》

https://mp.weixin.qq.com/s/eDAK8hGPw-JRUHgUOsQs1g

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