中国研制世界首张水稻全基因组育种芯片,实现“量身定做”育种
时间:2012-10-16 11:03 来源:中国种子生命科学技术中心 作者:匡志达 钟冲 孙桂东 点击:次
今年4月,中国种子生命科学技术中心成功研制出世界上第一张水稻全基因组育种芯片,这也是中国拥有自主知识产权的首张育种超级芯片。这张芯片的诞生标志着水稻育种技术进入基因组时代,而它的背后凝聚着科学家周发松多年的心血。 周发松出生于江汉平原农村,从小对农作物有着浓厚的兴趣。上学路上,他常观察农田中的作物,将长势良好的植株带回家交给父亲留作种苗。1979年,他考入华中农业大学遗传育种专业,正式踏入育种科学的前沿。然而,传统育种方式的低效让他深感困扰:一块10多亩的试验田中有10多万份样本,需要逐一观察记录,培育一个新品种通常需要8到10年,且数据误差难以控制,许多研究成果因一两个缺陷而无法被农民接受。 如何提高育种效率和精准度?这个问题一直萦绕在周发松心头。1995年,他被公派到丹麦皇家农牧大学留学,随后在康奈尔大学、美国希瑞斯公司、孟德尔生物技术公司等机构积累了丰富经验。2005年,他在希瑞斯公司工作时,首次接触到生物技术公司的大规模基因筛选——从两三万个基因中提取功能性基因,这启发了他:能否利用水稻基因图谱,为中国“量身定做”理想的水稻品种? 2010年,周发松回国参与创建中国种子生命科学技术中心,担任基因组育种部总监。他和团队开始攻关水稻全基因组育种芯片。在已破译的水稻基因图谱中,包含数万亿条信息,他们从中提取出200多万条有价值的信息,再通过对比精选出不到10万条写入芯片。今年4月,这一世界首个水稻全基因组育种芯片正式发布,创造了中国在育种芯片领域的自主知识产权第一。 周发松介绍,借助这张芯片,水稻育种将迎来革命。过去,研究水稻抗病性需要培养植株并接种特定病毒,一次只能测试一种病毒;现在,在实验室电脑上就能一次测试成千上万种病毒。过去,培育新品种主要靠经验,需等植株长大才能检测结果;现在,通过芯片可提前考察各种基因特性,将抗旱、抗病、高产等基因的植株进行杂交重组,从而“量身定做”出最优品种。 目前,超级芯片已应用于国内最先进的绿色超级稻研发中。周发松透露,借助芯片设计,将培育出少打农药、少施肥、少耕作但不减产的优质稻种。(匡志达 钟冲 孙桂东) 点评:今天是“世界粮食日”,旨在唤起人们对粮食和农业生产的重视。从传统耕作到杂交水稻,再到基因育种,科技进步不断刷新着我们对农业的认知。唯有通过探索与创新,才能在提高粮食产量与质量的同时,减少化肥农药使用,让老百姓吃得放心、舒心。 (责任编辑:泉水) |