近期,蘇州拉索生物芯片科技有限公司聯(lián)合北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研究所北京小麥種子檢測(cè)中心、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)等單位,成功研發(fā)出我國(guó)首款具備完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)(涵蓋SNP標(biāo)記、芯片、試劑及掃描儀)的高密度固相基因芯片——“華麥芯”普通小麥基因分型65K芯片(簡(jiǎn)稱“華麥芯65K”)。這一創(chuàng)新成果不僅填補(bǔ)了我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域的長(zhǎng)期空白,打破了西方國(guó)家長(zhǎng)達(dá)二十余年的技術(shù)壟斷,更是實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)的自主可控與全面國(guó)產(chǎn)化替代。
拉索生物高密度固相基因芯片
過去二十多年間,我國(guó)基因檢測(cè)行業(yè)高度依賴美國(guó)illumina和Affymetrix公司的固相芯片產(chǎn)品,高昂的采購成本與技術(shù)差距曾一度成為制約國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素,基因檢測(cè)成本居高不下,難以直接應(yīng)用于分子育種相關(guān)研究和應(yīng)用領(lǐng)域。國(guó)產(chǎn)高密度固相基因芯片的成功研發(fā),無疑為我國(guó)分子育種事業(yè)的飛躍式發(fā)展開啟了新篇章。除了基因芯片,拉索生物還提供包含自研自產(chǎn)的掃描儀、試劑、配套軟件及算法在內(nèi)的一體化解決方案,有力推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈的完善與優(yōu)化。
拉索生物OmniScan芯片掃描儀
面對(duì)近年來科技快速進(jìn)步與成本壓力加劇,國(guó)內(nèi)基因分型手段迅速發(fā)展,諸如“液相芯片”、“低深度重測(cè)序”等低成本、高通量的替代技術(shù)嶄露頭角。然而,這些技術(shù)均依賴測(cè)序完成基因分型,存在著數(shù)據(jù)處理復(fù)雜、檢測(cè)周期長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在隨機(jī)性等問題。當(dāng)樣本量巨大,或者基因組復(fù)雜程度高時(shí),檢測(cè)成本也隨之攀升。
相較之下,固相芯片以固態(tài)基底(如載玻片)上的寡核苷酸探針為基礎(chǔ),無需依賴測(cè)序或其他基因分型技術(shù),即可一次性并行檢測(cè)數(shù)十萬至數(shù)百萬個(gè)SNP位點(diǎn),從檢測(cè)到數(shù)據(jù)分析,整個(gè)過程僅需72小時(shí),且準(zhǔn)確率保持在99%以上。對(duì)于農(nóng)業(yè)育種來說,提前拿到分型結(jié)果意味著能夠更早地進(jìn)行淘汰選擇,從而節(jié)省大量成本并提高生產(chǎn)效率。
微珠芯片構(gòu)造示意圖
此外,固相基因芯片在檢測(cè)靈活性上亦顯現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。用戶可根據(jù)需要隨時(shí)添加新的檢測(cè)位點(diǎn),無需重新定制新的芯片。
尤其值得關(guān)注的是,固相基因芯片在規(guī)?;瘷z測(cè)時(shí)展現(xiàn)出顯著的成本效益。隨著樣本數(shù)量增加,單個(gè)樣本的檢測(cè)成本呈下降趨勢(shì),經(jīng)濟(jì)效益明顯。
截至目前,蘇州拉索生物芯片公司已獲得13項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)、2項(xiàng)實(shí)用新型專利授權(quán)、1張醫(yī)療器械注冊(cè)證,是中國(guó)法律體系下,在高密度固相基因芯片研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局最完善的公司。其主要供應(yīng)商立足本土,不受國(guó)際環(huán)境波動(dòng)影響,確保產(chǎn)品穩(wěn)定供應(yīng)。專業(yè)的本土技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)提供全程高效服務(wù),確保用戶無憂使用。
拉索生物發(fā)明專利證書
“華麥芯”普通小麥基因分型65K芯片
華麥芯65K嚴(yán)格遵照《小麥品種真實(shí)性鑒定SNP標(biāo)記法》(NY/T 4021-2021),囊括真實(shí)性鑒定和已知品種高密度指紋數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的所有位點(diǎn),并整合轉(zhuǎn)基因檢測(cè)所必需的特定標(biāo)記物,以及部分與小麥產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病等功能基因或緊密連鎖的SNP標(biāo)記。以中國(guó)春2.1版本為參考,目前包含54993個(gè)精選的SNP標(biāo)記(可根據(jù)未來研究重要結(jié)果擴(kuò)充至65K),覆蓋196個(gè)性狀相關(guān)標(biāo)記。SNP位點(diǎn)在A、B、D染色體上分布較均衡,多態(tài)性位點(diǎn)占比高達(dá)99.1%,具備良好的區(qū)分能力和穩(wěn)定性;單個(gè)SNP位點(diǎn)采用15-30個(gè)微球重復(fù)檢測(cè),平均檢出率高達(dá)99.0%,再現(xiàn)性高達(dá)99.5%。
華麥芯65K實(shí)物圖
結(jié)合國(guó)產(chǎn)高密度固相基因芯片制備技術(shù),華麥芯65K具備以下顯著優(yōu)勢(shì):
全自主:從芯片制備到掃描儀、試劑、配套軟件及算法在內(nèi)的一體化解決方案均可自主實(shí)現(xiàn)。
可擴(kuò)充:可根據(jù)需要在原有芯片基礎(chǔ)上隨時(shí)添加新的檢測(cè)位點(diǎn),無需重新定制新的芯片,靈活性高、可塑性強(qiáng)。
多效用:該芯片集背景篩選、品種鑒定、轉(zhuǎn)基因檢測(cè)等多用途于一體,可實(shí)現(xiàn)一站式全面篩查,大幅提高檢測(cè)效率,并節(jié)約成本。
低成本:固相芯片在規(guī)?;瘷z測(cè)時(shí)展現(xiàn)出顯著的成本效益。隨著樣本數(shù)量增加,單個(gè)樣本的檢測(cè)成本呈下降趨勢(shì),經(jīng)濟(jì)效益明顯。
高效率:固相芯片以固態(tài)基底上的寡核苷酸探針為基礎(chǔ),無需依賴測(cè)序或其他基因分型技術(shù),即可一次性并行檢測(cè)數(shù)十萬至數(shù)百萬個(gè)SNP位點(diǎn),從檢測(cè)到數(shù)據(jù)分析,整個(gè)過程僅需72小時(shí),且準(zhǔn)確率保持在99%以上。同時(shí),僅需24個(gè)樣本即可完成檢測(cè),無需湊樣。
芯片可廣泛應(yīng)用于:小麥品種真實(shí)性/特異性/一致性輔助檢測(cè),實(shí)質(zhì)派生品種診斷,轉(zhuǎn)基因檢測(cè),遺傳連鎖圖譜構(gòu)建與QTL定位,全基因組選擇育種,標(biāo)記輔助選擇育種等。
華麥“芯”普通小麥基因分型65K芯片的誕生,不僅為我國(guó)小麥育種工作提供了強(qiáng)大工具,更預(yù)示著我國(guó)固相基因芯片技術(shù)將在更多農(nóng)作物種類及研究領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。未來,拉索生物將持續(xù)聚焦玉米、大豆等主糧作物,以及生豬、肉雞、奶牛等多元化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的育種技術(shù)革新,推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)向更高效率、更高精度、更高自主性的方向大步邁進(jìn)。
每一輪技術(shù)創(chuàng)新都有可能觸發(fā)農(nóng)業(yè)革命,每一顆優(yōu)質(zhì)的種子都蘊(yùn)含著豐產(chǎn)的希望。拉索生物正以實(shí)際行動(dòng)踐行“通過國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)和持續(xù)創(chuàng)新,推動(dòng)基因檢測(cè)技術(shù)在更多場(chǎng)景的應(yīng)用和普及”的宏偉愿景,為我國(guó)乃至全球的糧食安全與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程貢獻(xiàn)力量。
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本芯片設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹:
關(guān)于蘇州拉索生物:
蘇州拉索生物芯片科技有限公司是國(guó)內(nèi)較早實(shí)現(xiàn)高密度固相基因芯片技術(shù)自主研發(fā)、生產(chǎn)和商業(yè)化的企業(yè)。公司提供包含芯片、掃描設(shè)備、試劑、專業(yè)算法及配套軟件在內(nèi)的一站式固相基因芯片解決方案,致力于通過國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)和持續(xù)創(chuàng)新,推動(dòng)基因檢測(cè)技術(shù)在更多場(chǎng)景的應(yīng)用和普及。
團(tuán)隊(duì)核心成員畢業(yè)于北京大學(xué)、清華大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、上海交通大學(xué)等國(guó)內(nèi)外知名學(xué)府,并曾在國(guó)際一流實(shí)驗(yàn)室或研究中心進(jìn)行深入研修。研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員的專業(yè)背景覆蓋分子生物學(xué)、合成生物學(xué)、有機(jī)化學(xué)、機(jī)械工程、機(jī)器學(xué)習(xí)、生物信息等多個(gè)學(xué)科,形成了一個(gè)高度專業(yè)且跨學(xué)科交融的知識(shí)架構(gòu)。他們?cè)诜肿釉\斷、生命科學(xué)等領(lǐng)域具有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),并同時(shí)兼具扎實(shí)的項(xiàng)目管理能力和實(shí)戰(zhàn)能力。
關(guān)于北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研究所北京小麥種子檢測(cè)中心:
北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研究所北京小麥種子檢測(cè)中心,是從事小麥等農(nóng)作物DNA指紋檢測(cè)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的專業(yè)機(jī)構(gòu)。該中心是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作物DNA指紋創(chuàng)新利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(部省共建),首批全國(guó)打假維權(quán)種子檢測(cè)機(jī)構(gòu)之一,小麥等農(nóng)作物種子質(zhì)量監(jiān)督抽查檢驗(yàn)、國(guó)家及各省市小麥區(qū)試品種DNA指紋檢測(cè)牽頭機(jī)構(gòu),以及農(nóng)作物DNA指紋數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單位。
團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有骨干成員11名,其中正高級(jí)2人、副高級(jí)1人、中級(jí)5人、初級(jí)1人,具有博士學(xué)位3人、碩士學(xué)位4人。團(tuán)隊(duì)承擔(dān)國(guó)家區(qū)試標(biāo)準(zhǔn)樣品庫和北京麥類種質(zhì)資源庫建設(shè),擁有各類種質(zhì)資源約20000余份;率先制定了小麥真實(shí)性、品種純度等7套小麥品種分子鑒定標(biāo)準(zhǔn);構(gòu)建了我國(guó)最大的SSR和SNP-DNA指紋數(shù)據(jù)庫,庫容達(dá)1.3萬余份;搭建起農(nóng)作物規(guī)模化SSR、SNP標(biāo)記分子鑒定平臺(tái);開發(fā)出wheat90KSNP固相、5K靶向測(cè)序液相SNP芯片、65K SNP固相芯片(首個(gè)國(guó)產(chǎn)具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SNP芯片);建立了集農(nóng)作物實(shí)體庫、表型庫、分子指紋于一體的綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);累計(jì)為品種管理部門和公安司法等提供技術(shù)服務(wù)3萬余次,為我國(guó)小麥種質(zhì)資源評(píng)價(jià)、品種選育、品種審定、新品種保護(hù)、市場(chǎng)監(jiān)管和種子認(rèn)證等提供了重要技術(shù)支撐。