加強(qiáng)基因編輯、基因組育種等技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)，是湖北加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力，在未來產(chǎn)業(yè)前瞻布局上的重點舉措之一。作為種質(zhì)資源大省，湖北正擴(kuò)面提速開展生物育種產(chǎn)業(yè)化，依托基因芯片技術(shù)，培育出越來越多的優(yōu)質(zhì)新品種。

盛夏時節(jié)，在湖北省農(nóng)科院的試驗田里，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的明星稻種“亞兩優(yōu)美香新占”正在茁壯成長，糧食作物研究所的雜交稻團(tuán)隊正致力于對該品種的進(jìn)一步培育升級，除了傳統(tǒng)的大田選育方法，這次還增加了一個特別環(huán)節(jié)——接受基因芯片的“考核”，以期更高效地篩選出具有特定功能基因的品種。湖北省農(nóng)科院糧作所雜交稻團(tuán)隊助理研究員吳艷表示：“過去水稻育種主要依賴大田經(jīng)驗，現(xiàn)在我們借助基因芯片和基因診斷平臺，能夠快速鑒定出含有目標(biāo)功能基因的植株，大大提高了育種效率?！?/span>

水稻試驗田

從試驗田里收獲的水稻種子，被送來了20公里外的這座“神秘工廠”，記者看到，上萬株小小的水稻秧苗正在人工氣候室里接受篩選，這就是雙綠源植物工廠，在模擬自然環(huán)境的同時，還能克服地理、季節(jié)等自然條件對作物生長的限制，送來的種子就像被裝上了“加速鍵”，比普通育種進(jìn)程快了一倍。武漢雙綠源創(chuàng)芯科技研究院有限公司育種研發(fā)經(jīng)理馮芳介紹，雙綠源植物工廠通過精確控制作物生長環(huán)境，結(jié)合育種團(tuán)隊豐富的種植經(jīng)驗，可以實現(xiàn)一年4-6季的種植，將傳統(tǒng)育種需要6—8年的時間縮短至一半，育種效率提高了50%。

雙綠源植物工廠

基因芯片育種，能夠?qū)崿F(xiàn)作物目標(biāo)性狀的優(yōu)化組合。在水稻雜交過程中，兩株不同水稻的雜交會產(chǎn)生無數(shù)個新組合，要在這無數(shù)組合中找到需要的那個，難度是非常大的，但通過基因芯片技術(shù)，可以提前預(yù)測不同組合的效果，實現(xiàn)精準(zhǔn)育種。武漢雙綠源創(chuàng)芯科技研究院有限公司董事長周發(fā)松表示：“我們的芯片育種相當(dāng)于一個汽車的組裝線，將不同親本的近6萬個基因進(jìn)行組合，選出最佳的組合，以培育和優(yōu)化品種。這在國內(nèi)種業(yè)中是首次實現(xiàn)芯片育種的體系化?！?/p>

雙綠源基因芯片

無論是基因芯片還是植物工廠，都不僅僅局限于水稻育種，在油菜、番茄和玉米等作物中同樣應(yīng)用廣泛。

2011年，周發(fā)松博士在國家種業(yè)創(chuàng)新平臺的推動下，成功研制出全球首張水稻全基因組育種基因芯片。但基因芯片的國產(chǎn)化進(jìn)程卻困難重重，包括芯片設(shè)計、生產(chǎn)、封裝和育種應(yīng)用在內(nèi)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)突破面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。今年，雙綠源創(chuàng)新團(tuán)隊搭建了數(shù)字化種子“圖書館”——基因診斷平臺，將水稻、玉米等作物的基因信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字化存儲，為種質(zhì)資源賦予了獨特的“身份證”；與拉索公司的聯(lián)合攻關(guān)，破解基因芯片國產(chǎn)化難題。武漢雙綠源創(chuàng)芯科技研究院有限公司產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)理龔佃明說：“我們通過數(shù)據(jù)庫篩選出最優(yōu)的基因組合，直接用于大田種植。我們是全國首家研發(fā)出水稻基因芯片的企業(yè)，也是首家利用電子化數(shù)據(jù)庫的企業(yè)?！?/p>

雙綠源基因診斷平臺

卡脖子技術(shù)的突破，離不開湖北的振“芯”計劃。武漢擁有科研資源和較為完整的種業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，在全國最早提出要打造中國種都，以國有企業(yè)開展專項運營，幫助像雙綠源這樣的公司進(jìn)行技術(shù)升級。與此同時，湖北作為種質(zhì)資源大省，為推動湖北種業(yè)振興行動，省政府拿出“真金白銀”強(qiáng)優(yōu)勢、補短板、固根基，2021—2025年每年安排5000萬元種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展資金用于農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用、生物育種技術(shù)研發(fā)和新品種選育。

（長江云新聞記者 劉寧 趙文華 林中杰）