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近日，國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系種質(zhì)資源收集與評價崗位與成都天成未來科技有限公司聯(lián)合攻關(guān)，成功研發(fā)出一款針對飼用燕麥種質(zhì)資源鑒定的3K液相芯片——“燕甄芯1號”。該芯片的研發(fā)填補(bǔ)了我國飼用燕麥高效基因分型技術(shù)的短板，為燕麥種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定、遺傳改良及分子育種提供了技術(shù)支撐。

燕麥作為全球廣泛種植的重要糧飼兼用作物，其種質(zhì)資源的高效鑒定與評價是優(yōu)質(zhì)飼用品種選育的關(guān)鍵前提。當(dāng)前，SNP（單核苷酸多態(tài)性）芯片是作物基因分型的主流技術(shù)，但現(xiàn)有燕麥分型芯片普遍存在全基因組覆蓋度不足、分辨率有限、通量偏低等問題，嚴(yán)重制約了飼用燕麥種質(zhì)資源大規(guī)模精準(zhǔn)鑒定的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，成為燕麥分子育種進(jìn)程中的技術(shù)瓶頸。

為破解這一難題，研發(fā)團(tuán)隊立足我國飼用燕麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，與成都天成未來科技有限公司通力合作，應(yīng)用自主研發(fā)的靶向測序基因型檢測技術(shù)，以高質(zhì)量SNP（單核苷酸多態(tài)性）數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)，通過嚴(yán)格的探針篩選與基因組均勻布點設(shè)計，最終獲得3200條高特異性探針，成功構(gòu)建出全基因組覆蓋、質(zhì)量可控的“燕甄芯1號”3K液相芯片。該芯片可實現(xiàn)燕麥全基因組范圍內(nèi)的高效、準(zhǔn)確分型，廣泛適用于飼用燕麥種質(zhì)資源鑒定、真假雜種驗證、遺傳多樣性分析、品種指紋圖譜構(gòu)建及分子育種等多個研究領(lǐng)域。

據(jù)崗位專家王學(xué)敏研究員介紹，相較于傳統(tǒng)芯片，這款3K液相芯片展現(xiàn)出四大優(yōu)勢：一是覆蓋均勻性與代表性突出，3200個SNP（單核苷酸多態(tài)性）位點均勻覆蓋燕麥全部21條染色體，平均每6兆區(qū)域優(yōu)選一個位點，有效避免遺傳信息局部冗余或缺失，保障了遺傳分析的全面性與準(zhǔn)確性；二是多態(tài)性高且信息量大，所有位點的最小等位基因頻率均不低于0.1，具備充足的群體變異性，可為品種真實性鑒定和指紋圖譜構(gòu)建提供豐富的遺傳依據(jù)；三是功能關(guān)聯(lián)潛力顯著，在保證全基因組覆蓋的前提下，優(yōu)先選擇位于或鄰近基因功能區(qū)（如編碼區(qū)、啟動子區(qū)）的位點，大幅提升了與飼用性狀的關(guān)聯(lián)分析效率；四是技術(shù)兼容性強(qiáng)且成本可控，3K的規(guī)模在保留核心遺傳信息的同時，較萬級密度芯片大幅降低了檢測成本和數(shù)據(jù)分析復(fù)雜度，更適合大規(guī)模種質(zhì)資源快速鑒定的產(chǎn)業(yè)化需求。

王學(xué)敏表示，此次國產(chǎn)飼用燕麥3K液相芯片的成功研發(fā)，是“體系+專家團(tuán)隊+高新企業(yè)”深度融合的重要成果，其針對性更強(qiáng)、適配性更優(yōu)，聚焦我國飼用燕麥種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定需求優(yōu)化位點設(shè)計，大幅提升基因分型效率與產(chǎn)業(yè)化適配度，將我國燕麥種質(zhì)資源鑒定技術(shù)推向精準(zhǔn)化、高效化新階段。

下一步，研發(fā)團(tuán)隊將持續(xù)推進(jìn)芯片的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，加速芯片在飼用燕麥優(yōu)異種質(zhì)篩選、品種真實性鑒定、遺傳圖譜構(gòu)建、分子標(biāo)記輔助育種等領(lǐng)域的推廣落地，為我國飼用燕麥優(yōu)質(zhì)品種選育筑牢技術(shù)根基，推動牧草產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，為保障我國草食畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全提供重要技術(shù)支撐。

（國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系種質(zhì)資源收集與評價崗位供圖）