固相基因晶片和掃描器。（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晶片技術——“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”晶片究竟什麼樣？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。實驗室副主任趙艷傑熱情地來到固相晶片儀器臺前。她從抽屜裏拿出晶片塑膠袋，取出一枚寬約3釐米、長約12釐米的銀灰色晶片。仔細觀察發現，這塊晶片還包含着12個更小的單樣品晶片。
“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，不久之後將批量生産。”趙艷傑説，“這枚小小的晶片使用了載玻片作為固態基底，上面可是固定着上百萬個寡核苷酸探針呢！這次研製成功後，每一個晶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，“我們農科院前期研發了海量的育種位點數據，晶片就是裝載這些位點的載體。農業育種晶片與常聽到的手機晶片是不同的，手機晶片的優劣通常以精細度來體現，就是大家説的多少奈米。而育種晶片的品質，則靠它能承載的位點資訊來體現，這些位點控制着番茄的顏色、形狀、抗病性、口味等，位點越豐富越精確，晶片就越厲害。”
“京番芯1.0”晶片如何使用？現場工作人員做了簡單的演示：經過前期準備後，先將晶片固定在掃描器上，掃出海量的番茄基因型數據，再依照這些數據對育种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。
“晶片的核心功能是檢測，可輔助育种家精準篩選種質資源。”工作人員介紹，“長期以來，固相基因晶片的核心技術被國外企業壟斷，導致我國番茄育種成本高、技術受制於人。這枚國産自主晶片的誕生，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晶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臺與育種加速器，將嚴格按照國際標準推進技術突破，力爭年內完成晶片核心性能驗證；蘇州拉索生物晶片科技有限公司擁有固相基因晶片自主研發、生産和商業化的能力。上個月，四方已簽署了戰略合作協議，國産番茄固相晶片技術攻關邁入了實質性階段。
趙艷傑介紹，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，應用範圍將覆蓋上游番茄分子育種、品種選育，以及下游的品種鑒定。“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，構建國産化技術解決方案，助力我國種業科技自立自強。”（張佳琪）
