“低鎘1號”小麥基因芯片發(fā)布 聚焦低鎘品種快速檢測
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人民網(wǎng)北京4月7日電 (記者趙竹青)記者從中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所獲悉,近日,由該所牽頭承擔(dān)、西北農(nóng)林科技大學(xué)等單位參與的國家重點研發(fā)計劃“重金屬污染農(nóng)田低成本長效治理技術(shù)及裝備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目迎來里程碑式進展。作為項目標志性成果之一,60K液相基因芯片“低鎘1號”在北京正式發(fā)布。
鎘是一類致癌物,長期攝入鎘超標的小麥會損害腎臟、骨骼等器官,嚴重威脅人體健康。而傳統(tǒng)小麥低鎘品種篩選依賴表型鑒定,不僅耗時費力,精準度也不高,難以滿足規(guī)模化生產(chǎn)需求。
正是為了破解這一難題,“低鎘1號”應(yīng)運而生。據(jù)項目團隊介紹,該芯片歷時5年研發(fā),是首款聚焦小麥鎘等重金屬離子吸收積累性狀檢測的基因芯片。它集成了6萬多個核心遺傳標記位點,構(gòu)建了覆蓋鎘、砷、鉛等十余種金屬離子相關(guān)基因位點的全基因組的遺傳標記網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)對重金屬離子積累等性狀的“全景式”掃描,輔助低鎘等個性化品種選育。
不僅如此,“低鎘1號”還實現(xiàn)了“一芯多用”。除了重金屬積累相關(guān)位點,芯片同時涵蓋了產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病等農(nóng)藝性狀相關(guān)位點,可滿足生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)等多種應(yīng)用場景的需求。
在檢測效率與精準度方面,“低鎘1號”建立了高效的“數(shù)據(jù)-決策”體系。團隊基于440余份小麥基因組重測序核心種質(zhì)群體,整合了籽粒鎘含量及關(guān)鍵農(nóng)藝性狀大數(shù)據(jù)信息,構(gòu)建了高效的“表型-效應(yīng)值”關(guān)聯(lián)模型,經(jīng)芯片檢測可實現(xiàn)目標性狀基因組估計育種值的量化預(yù)測??蒲腥藛T在小麥苗期即可提前鑒選出兼具低鎘與優(yōu)良農(nóng)藝性狀的種質(zhì),將復(fù)雜性狀鑒定變?yōu)橐绘I輸出,顯著提升決策效率與精準度。
項目首席科學(xué)家、中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員廖曉勇表示,該芯片的研發(fā)與應(yīng)用,可助推我國小麥低鎘品種選育從傳統(tǒng)方式向高效化、智能化跨越,為我國小麥品種定向選育與資源高效利用提供有力技術(shù)支撐,保障國家糧食安全與綠色健康生產(chǎn)。
目前,“低鎘1號”已完成技術(shù)成果轉(zhuǎn)化,能夠滿足大規(guī)模小麥樣本的檢測需求,為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。
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