俗話說(shuō)，種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，而芯片本身也是育種的一個(gè)關(guān)鍵利器。有沒(méi)有一款芯片，能迅速檢測(cè)出一粒水稻種子是否具有抗旱、高產(chǎn)、抗倒伏等基因信息呢？答案：有。

眼下正值春耕，我省水稻育種領(lǐng)域傳來(lái)喜訊。繼發(fā)布首款國(guó)產(chǎn)甘藍(lán)型油菜20K（2萬(wàn)個(gè)遺傳信息位點(diǎn)）固相芯片“中芯油1號(hào)”后，省農(nóng)科院又推出首款國(guó)產(chǎn)水稻通用型20K固相芯片——“中芯稻1號(hào)”，打破分子育種固相基因芯片被國(guó)外企業(yè)壟斷的局面，推動(dòng)水稻育種從經(jīng)驗(yàn)育種向智慧育種跨越。

繪制一張水稻基因的“高精度地圖”

“通俗地說(shuō)，這款芯片相當(dāng)于研發(fā)團(tuán)隊(duì)繪制出一張水稻基因的‘高精度地圖’，集納大規(guī)模水稻基因數(shù)據(jù)，能滿足水稻基因體檢、品種指紋圖譜鑒定、基因定位、人工智能育種等遺傳育種應(yīng)用?！笔∞r(nóng)科院生物育種創(chuàng)新中心聶元元博士介紹，“中芯稻1號(hào)”是我省團(tuán)隊(duì)研發(fā)的國(guó)內(nèi)首款擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的固相芯片，涵蓋探針數(shù)量超2萬(wàn)個(gè)。

“中芯稻1號(hào)”具有什么樣的特性和優(yōu)勢(shì)？

專家介紹，通過(guò)“中芯稻1號(hào)”對(duì)水稻幼苗甚至種子進(jìn)行基因掃描，可一次性完成功能基因檢測(cè)、品種指紋圖譜鑒定、秈粳成分鑒定、轉(zhuǎn)基因成分檢測(cè)、抗旱基因位點(diǎn)鑒定、東鄉(xiāng)野生稻特異片段鑒定等六大功能模塊分析，精準(zhǔn)篩選出水稻“優(yōu)等生”。以前傳統(tǒng)育種，專家要在田間觀察株高、抗性、產(chǎn)量等性狀，育成一個(gè)品種通常需要8至10年時(shí)間，如今借助“中芯稻1號(hào)”可將育種時(shí)間縮短到3年。

據(jù)介紹，與價(jià)格高昂的進(jìn)口芯片相比，“中芯稻1號(hào)”最大的優(yōu)勢(shì)是物美價(jià)廉，其從設(shè)計(jì)到制備、檢測(cè)實(shí)現(xiàn)全鏈條國(guó)產(chǎn)化，檢測(cè)成本大幅降低至普通育種單位均能承受的水平。聶元元說(shuō)：“過(guò)去從國(guó)外進(jìn)口芯片一塊要300多元，而這款芯片價(jià)格只要20多元?！?/p>

水稻向智能化設(shè)計(jì)育種邁進(jìn)

眼下，省農(nóng)科院生物育種創(chuàng)新中心實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人氣頗旺，不少省內(nèi)種業(yè)公司負(fù)責(zé)人攜帶水稻種子前來(lái)檢測(cè)。江西匯豐源種業(yè)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人陳建新告訴記者，公司將自主選育的“祥兩優(yōu)瑞香”等秈稻品種送來(lái)檢測(cè)，希望全面了解這些品種基因信息，為選育下一批水稻“優(yōu)等生”奠定基礎(chǔ)。

對(duì)于種子公司來(lái)說(shuō)，“中芯稻1號(hào)”不僅可以滿足一般遺傳育種研究需求，還可以針對(duì)特色育種需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。作為我省獨(dú)有的珍貴野生稻資源，東鄉(xiāng)野生稻蘊(yùn)含抗寒、抗病、高產(chǎn)等優(yōu)異基因，“中芯稻1號(hào)”專門(mén)開(kāi)發(fā)了抗旱基因位點(diǎn)鑒定和東鄉(xiāng)野生稻特異片段鑒定模塊，可精準(zhǔn)追蹤這些優(yōu)良性狀在育種后代中的留存情況，為挖掘利用野生稻優(yōu)異基因提供高效工具。

記者了解到，省農(nóng)科院已在國(guó)內(nèi)率先打造水稻育種全自動(dòng)化檢測(cè)分析平臺(tái)，立足“中芯稻1號(hào)”為全省及全國(guó)水稻育種工作者提供全基因組關(guān)聯(lián)分析、全基因組選擇、轉(zhuǎn)基因檢測(cè)、品種真實(shí)性鑒定、人工智能育種等領(lǐng)域的基因檢測(cè)服務(wù)。

省農(nóng)科院黨委副書(shū)記、院長(zhǎng)易龍表示，“中芯稻1號(hào)”的研發(fā)成功，不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)水稻固相芯片領(lǐng)域的空白，更將推動(dòng)我省育種模式從傳統(tǒng)育種向智慧育種轉(zhuǎn)型，這是我省“人工智能+”賦能傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一項(xiàng)重要成果。

業(yè)內(nèi)專家表示，當(dāng)前水稻育種已全面進(jìn)入分子育種時(shí)代，正向智能化設(shè)計(jì)育種邁進(jìn)，固相芯片技術(shù)因其檢測(cè)位點(diǎn)固定、分型準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、周期短、操作門(mén)檻低等優(yōu)勢(shì)，正成為全基因組基因檢測(cè)的理想選擇。（記者 陳旻 實(shí)習(xí)生 吳佳欣）