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世界首款!西北农林科技大学宋卫宁教授团队突破关键瓶颈,“大麦芯片”成果重磅发布

近日,世界首款大麦高密度液相SNP芯片--大麦40K SNP(单核苷酸多态性)芯片成功发布。该液态芯片由西北农林科技大学宋卫宁教授团队联合博瑞迪生物技术有限公司合作研发,突破了以往全球大麦芯片缺乏我国种质资源、野生资源和青稞资源基因组信息等关键瓶颈限制,储存了4万多个大麦遗传信息,为选育优良大麦品种提供了支撑。


宋卫宁(中)

宋卫宁教授主要从事麦类分子生物学、基因组学与遗传改良及植物逆境基因组学与植物起源驯化研究。他曾代表我国参与国际小麦基因组测序联盟牵头发起的世界上首个完整版六倍体小麦“中国春”基因组图谱绘制工作,最终历时13年顺利完成了研究,并因此荣获2019年中国十大农村新闻人物称号。

在本次的大麦40K SNP芯片研发工作中,宋卫宁教授基于前期对来自全球不同生态区、不同类型的155份大麦材料(包括野生大麦、农家种和栽培大麦品种,以及青稞)的全基因组重测序数据,从海量SNP数据集中挑选了代表性强、多态性高的位点信息,整合已鉴定的数百个重要性状相关位点信息(包括大麦抗旱相关SNP位点),采用博瑞迪的GenoBaits技术,成功开发了世界首款大麦高密度液相SNP芯片。

该款芯片具有自主知识产权,包含了40519SNP位点,有均匀覆盖全基因组、多态性高、特异性高、通用性强等优点,同时采用液相芯片技术,具有低成本、高通量、高灵敏度以及并行检测等优势。

大麦是全球位居第四的重要禾本科作物,除了人畜食用外,也是食品和饮料工业应用广泛的重要原料,而且能够在干旱、盐碱等严酷环境中种植。在我国青藏高原,青稞(裸大麦)具有极其重要和特殊的经济和文化价值。

目前市场上的用于理论和育种研究的大麦芯片产自欧美,还是传统的固相芯片,在使用成本、通量、灵活性等方面都不如新一代液相芯片。更重要的是这些芯片不包含野生材料基因组信息,也没有我国大麦尤其是青稞的基因组信息,在覆盖基因组的深度和广度方面无法企及源于重测序数据的新一代大麦液相芯片。因此,新型大麦芯片将是大麦分子育种、设计育种和理论研究的利器,具有更为广阔的应用前景。

农为国本,种为农先。中央经济工作会议指出,当前我国种业发展面临新要求新机遇新挑战,要解决种业“卡脖子”问题。“十四五”时期,要把种业作为农业科技攻关及农业农村现代化的重点任务,加强种质资源保护利用,注重育种新技术研发,强化种业科技支撑。

大麦40K SNP芯片的成功研发,将突破以往全球大麦芯片缺乏我国种质资源、野生资源和青稞资源基因组信息等关键瓶颈限制,将为大麦分子育种、设计育种、种质鉴选与分析、高通量基因分型、QTL定位、全基因组关联分析以及基因组选择提供重要的工具,也为大麦创新育种技术研发与育种突破奠定了基础。

来源:西北农林科技大学

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