固相基因芯片和掃描儀。（張佳琪 攝）
前不久，我國首個聚焦番茄育種的自主化固相基因芯片技術——“京番芯1.0”研發項目啟動會召開。據了解，“京番芯1.0”預計將於2025年年內正式開展商業化應用。
這枚“京番芯1.0”芯片究竟什麽樣？它又將如何助力番茄育種？近日來到北京通州國際種業實驗室一探究竟。
實驗室內，工作人員來來往往，正忙碌地進行分子檢測。實驗室副主任趙豔傑熱情地來到固相芯片儀器台前。她從抽屜裏拿出芯片塑料袋，取出一枚寬約3厘米、長約12厘米的銀灰色芯片。仔細觀察發現，這塊芯片還包含著12個更小的單樣品芯片。
“這將是‘京番芯1.0’成品的樣子，目前它正處於研發的最後階段，不久之後將批量生產。”趙豔傑說，“這枚小小的芯片使用了載玻片作為固態基底，上麵可是固定著上百萬個寡核苷酸探針呢！這次研製成功後，每一個芯片裏將容納海量的位點。”
所謂“位點”，是個生物學名詞，是指染色體上一個基因或者標記的位置，也特指DNA上有表達功能的部分。
參與此次“京番芯1.0”研發的北京市農林科學院蔬菜研究所所長溫長龍做了形象的比喻，“关键词2農科院前期研發了海量的育種位點數據，芯片就是裝載這些位點的載體。農業育種芯片與常聽到的手機芯片是不同的，手機芯片的優劣通常以精細度來體現，就是大家說的多少納米。而育種芯片的品質，則靠它能承載的位點信息來體現，這些位點控製著番茄的顏色、形狀、抗病性、口味等，位點越豐富越精確，芯片就越厲害。”
“京番芯1.0”芯片如何使用？現場工作人員做了簡單的演示：經過前期準備後，先將芯片固定在掃描儀上，掃出海量的番茄基因型數據，再依照這些數據對育種家提供的品種進行檢測，最終結果會快速在電腦上顯示出來，性狀好不好，一目了然。
“芯片的核心功能是檢測，可輔助育種家精準篩選種質資源。”工作人員介紹，“長期以來，固相基因芯片的核心技術被國外企業壟斷，導致我國番茄育種成本高、技術受製於人。這枚國產自主芯片的誕生，將突破國外對育種領域的‘卡脖子’技術壟斷。”
此次“京番芯1.0”研發項目，匯集了國內多家頂流單位、高校，可謂“各顯神通”——北京市農林科學院蔬菜研究所提供海量的芯片核心檢測位點和標記；山東農業大學生命科學學院參與前期位點提供，並將助力未來的市場應用；北京通州國際種業科技有限公司擁有分子育種共性技術平台與育種加速器，將嚴格按照國際標準推進技術突破，力爭年內完成芯片核心性能驗證；蘇州拉索生物芯片科技有限公司擁有固相基因芯片自主研發、生產和商業化的能力。上個月，四方已簽署了戰略合作協議，國產番茄固相芯片技術攻關邁入了實質性階段。
趙豔傑介紹，待“京番芯1.0”正式商業化應用後，基因檢測成本將從每份樣品120元降低到40元，應用範圍將覆蓋上遊番茄分子育種、品種選育，以及下遊的品種鑒定。“它將為番茄種質資源精準鑒定、基因組輔助育種及品種保護提供關鍵技術支撐，構建國產化技術解決方案，助力我國種業科技自立自強。”（張佳琪）
