近日,由国际著名植物分子生物学家、国家作物分子设计工程技术研究中心首席科学家邓兴旺带领的未名兴旺系统作物设计前沿实验室宣布,成功研发出全球精度最高的玉米全基因组育种芯片。该芯片能够从9万个位点对种子基因进行观测,将传统8至10年的育种周期缩短至4至5年,显著提升育种效率。
玉米全基因组育种芯片并非电子芯片,而是一种高通量基因分型技术。它通过固定在固体表面的探针,与玉米基因组DNA杂交,检测单核苷酸多态性(SNP)等遗传标记。传统育种依赖经验选择亲本,而该芯片可在杂交前对亲本进行全基因组扫描,精准预测后代性状,实现从“经验育种”到“精确育种”的转变。邓兴旺团队表示,该技术还能揭示隐性基因,降低种植风险。
此外,邓兴旺团队研发的第三代杂交水稻育种技术已进入国家安全认证阶段,最早将于2016年实现产业化。该技术克服了第一代杂交育种可利用种质资源有限(仅4-5%)和第二代技术高度依赖温度(21-23℃)的缺陷,使杂交水稻制种彻底摆脱温度限制。实验数据显示,第三代杂交水稻相比当前最高产水稻,单株产量最高可提升50%。
第三代杂交水稻技术采用智能不育系,通过基因工程手段实现育性控制,不依赖环境因素。邓兴旺比喻道,这如同手机系统从“塞班”升级到“安卓”,是育种技术的革命性突破。目前,该技术已在江苏、湖南等地进行大田试验,预计2016年可投入生产,助力中国种业培育高产、抗逆新品种。