固相基因芯片，作为集高通量、高效率、标准化于一体的基因分型技能，在分子育种家当化运用中具有天然上风。这种革命性的技能，通过在眇小芯片表面固天命以万计的已知DNA序列探针，能够一次性对大量样本进行基因型剖析，极大加速了优秀性状的筛选与遗传改良过程。正因如此，它成为了国际种业界创新与进步的加速器，助力多家跨国种业公司跃升为行业内的领航者，塑造了当代农业的格局。
然而，辉煌背后亦有隐忧。由于固相基因芯片制备技能长期为欧美垄断，高昂的本钱无疑为我国的育种企业设置了极高的准入门槛，使得浩瀚有潜力的育种企业望而生畏。
图：拉索生物自研自产高密度固相基因芯片
只管部分替代技能的涌现，办理了在某些特定运用处景中的需求，但在生产级运用中，固相基因芯片仍是上佳选择。由于其制备技能长期空缺，已经成为我国分子育种发展的严重桎梏。
这一困境正悄然迎来转机。
5月10日，拉索生物宣告企业已成功研发并推出我国首款具备完备自主知识产权（涵盖SNP标记、芯片、试剂及扫描仪）的高密度固相育种芯片——“华麦芯”普通小麦基因分型65K芯片(简称“华麦芯65K”)。这张针对普通小麦设计的65K芯片，性能可与顶尖欧美入口芯片媲美，这一打破性成果有望为我国分子育种的高速发展打开新窗口。
民族“芯”动能 | 首款国产固相育种芯片 “华麦芯65K”重磅发布！
上世纪90年代，美国昂飞公司利用其独创的原位合成技能，率先开拓出世界上第一块固相基因芯片。illumina紧随其后，开拓出基于微球工艺的固相基因芯片，两家公司也由此开启了对天下长达20余年的固相基因芯片垄断。
固相基因芯片能够将百万乃至千万数量级用于检测的寡核苷酸探针精准固定于硅片基底，并通过奥妙的探针设计，基于碱基互补配对原则，一次性完成海量位点的遗传信息检测。
以微球芯片布局为例：
图：微球芯片布局示意图
固相基因芯片的技能路径，决定了其在基因序列已知的情形下，能够做到高通量（百万级检测位点）、高效率（72h检测周期）、高准确度（99%以上复现性）以及标准化（重复率高）的基因分型检测，更为主要的是，固相基因芯片在处理大样本量时，本钱效益尤为显著。因此，固相基因芯片十分适宜规模级、生产级的基因筛选，如生物育种，其高效、准确的特性使其被业界广泛认可，乃至被业内誉为分子育种的“金标准”。
它的涌现，很快为欧美带来了一场育种革命。以美国纽勤公司（Neogen）为例，其在2007年以前，紧张利用质谱仪进行基因分型，均匀每天仅能处理约138,000个基因型。在利用固相基因芯片后，这一数字达到了惊人的200多亿，每年能够检测超200万只动物。纽勤也一跃成为环球顶尖的生物育种做事公司。
图片来源于网络
但在中国，由于芯片的制备技能长期被国外垄断，无本土定价能力，利用本钱高企，故难以推广遍及。
有研究指出，采取illumina平台芯片进行检测时 ，均匀每头猪的检测价格近200元，如果开展大规模基因筛查，企业难以承担相应的育种本钱。《2022年中国农业分子育种行业发展白皮书》显示，中国种质资源总量超过52万份，是环球第二大种质资源库，但完成精准鉴定的种质资源比例却不敷十分之一，基因检测本钱居高不下是造成限定的紧张成分。
图片来源：亿欧智库
因此，我国分子育种想要实现规模化、高速化发展，就必须冲破固相基因芯片的技能垄断、降落基因分型本钱，同时有效破解技能更新与做事支持本土化、供应链受国际环境影响、基因数据外泄等问题。
加速国产高密度固相基因芯片的研制刻不容缓。
02 本土科技企业逆势突围2018年，美国政府以各种情由对中国加征多轮关税，开启了旷日持久的中美贸易摩擦，供应链安全和家当链当代化议题得到高度关注。
正是在这一年，拉索生物组建起了一支搜集了环球有名芯片研发科学家、生物技能专家的研发团队，向突围高密度固相基因芯片技能“卡脖子”发起了“冲锋”。
图：拉索生物高密度固相基因芯片 效果图
起初，基因芯片的国产化制备在行业内被认为是“不可能完成的研发”，但拉索生物团队在大量调研中创造，得益于海内高端制造业、生物家当等干系家当的快速发展与迭代，如今的家当分工已能够高效应对诸多难题，这给了团队极大的鼓舞和决心。
2020年，苏州拉索生物芯片科技有限公司正式成立，专注于高密度固相基因芯片的研发、生产与商业化。
图：苏州拉索生物芯片科技有限公司
同时，企业与国内外顶尖科研机构、高校与人才开启深度互助，如中科院、南京大学、北京大学深圳研究院、四川大学、山东大学等，协力攻关高密度固相基因芯片技能难题。
功夫不负有心人。2021年，拉索生物宣告企业成功打破固相基因芯片在点位设计、探针设计和产品制备等方面核心技能难题，在被欧美“围猎”的固相基因芯片领域中实现“突围”。国产固相基因芯片的研发成功，标志着固相基因芯片将迎来本土化定价，不再被视为“奢侈品”。其在海内的家当化运用，也将为分子育种的高速发展供应新动力。
图：拉索生物OmniScan高通量基因芯片扫描仪
截至目前，拉索生物已得到13项发明专利授权、2项实用新型专利授权、1张医疗东西注册证，是中国法律体系下，在高密度固相基因芯片生产和研发领域知识产权布局较为完善的公司。能够供应包括芯片、扫描仪、试剂、算法及配套软件在内的一站式固相基因芯片办理方案。
图：拉索生物发明专利证书
未来，拉索生物还将考试测验出海业务，助力推动环球基因检测技能的遍及化进程，增强“中国智造”在环球生物科技领域的品牌影响力及技能领导力。
03 我国迎来首款自主研发固相育种芯片华麦芯65K由北京市农林科学院杂交小麦研究所北京小麦种子检测中央联合苏州拉索生物芯片科技有限公司、中国农业大学、西北农林科技大学等单位研发，是我国首款具备完备自主知识产权（涵盖SNP标记、芯片、试剂及扫描仪）的高密度固相小麦育种芯片。经严格测试，各项性能指标均可比肩欧美同等产品。
位点方面，华麦芯65K严格遵照《小麦品种真实性鉴定SNP标记法》（NY/T 4021-2021），席卷真实性鉴定和已知品种高密度指纹数据库构建的所有位点，并整合转基因检测所必需的特定标记物，以及部分与小麦产量、品质、抗病等功能基因或紧密连锁的SNP标记。
以中国春2.1版本为参考，目前包含54993个精选的SNP标记（可根据未来研究主要结果扩充至65K），覆盖196个性状干系标记。SNP位点在A、B、D染色体上分布较均衡，多态性位点占比高达99.1%，具备良好的区分能力和稳定性；单个SNP位点采取15-30个微球重复检测，均匀检出率高达99.0%，再现性高达99.5%。
结合国产高密度固相基因芯片制备技能，华麦芯65K具备以下显著上风：
1、全自主：从芯片制备到扫描仪、试剂、配套软件及算法在内的一体化办理方案均可自主实现。紧张供应商立足本土，不受国际环境颠簸影响，确保产品稳定供应。专业的本土技能支持团队供应全程高效做事，确保用户无忧利用。
2、可扩充：可根据须要在原有芯片根本上随时添加新的检测位点，无需重新定制新的芯片，灵巧性高、可塑性强。
3、多效用：该芯片集背景筛选、品种鉴定、转基因检测等多用场于一体，可实现一站式全面筛查，大幅提高检测效率，并节约本钱。
4、低本钱：固相芯片在规模化检测时展现出显著的本钱效益。随着样本数量增加，单个样本的检测本钱呈低落趋势，经济效益明显。
5、高效率：固相芯片以固态基底上的寡核苷酸探针为根本，无需依赖测序或其他基因分型技能，即可一次性并行检测数十万至数百万个SNP位点，从检测到数据剖析，全体过程仅需72小时，且准确率保持在99%以上。同时，仅需24个样本即可完成检测，无需凑样。
芯片可广泛运用于：
✔小麦品种真实性/特异性/同等性赞助检测
✔本色派生品种诊断
✔转基因检测
✔遗传连锁图谱构建与QTL定位
✔全基因组选择育种
✔标记赞助选择育种等
华麦芯65K的研发成功，实现了国产分子育种固相基因芯片从0到1的打破，也预示着国产固相基因芯片技能将能够在更多农作物种类及研究领域展现巨大潜力。未来，拉索生物还将持续聚焦玉米、大豆等主粮作物，以及生猪、肉鸡、奶牛等禽畜育种技能改造，推动我国种业向更高效、更精准、更自主的方向大步迈进。
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关于北京市农林科学院杂交小麦研究所
北京小麦种子检测中央
北京市农林科学院杂交小麦研究所北京小麦种子检测中央，是从事小麦等农作物DNA指纹检测技能研发和运用的专业机构。该中央是农业屯子部农作物DNA指纹创新利用重点实验室（部省共建)，首批全国打假维权种子检测机构之一，小麦等农作物种子质量监督抽查考验、国家及各省市小麦区试品种DNA指纹检测牵头机构，以及农作物DNA指纹数据库构建单位。
团队现有骨干成员11名，个中正高等2人、副高等1人、中级5人、低级1人，具有博士学位3人、硕士学位4人。团队承担国家区试标准样品库和北京麦类种质资源库培植，拥有各种种质资源约20000余份；率先制订了小麦真实性、品种纯度等7套小麦品种分子鉴定标准；构建了我国最大的SSR和SNP-DNA指纹数据库，库容达1.3万余份；搭建起农作物规模化SSR、SNP标记分子鉴定平台；开拓出wheat 90K SNP固相、5K靶向测序液相SNP芯片、65K SNP固相芯片（首个国产具有完备知识产权的SNP芯片）；建立了集农作物实体库、表型库、分子指纹于一体的综合数据库管理系统；累计为品种管理部门和公安法律等供应技能做事3万余次，为我国小麦种质资源评价、品种选育、品种审定、新品种保护、市场监管和种子认证等供应了主要技能支撑。
关于苏州拉索生物
苏州拉索生物芯片科技有限公司是海内较早实现高密度固相基因芯片技能自主研发、生产和商业化的企业。公司供应包含芯片、扫描设备、试剂、专业算法及配套软件在内的一站式固相基因芯片办理方案，致力于通过国产自主研发和持续创新，推动基因检测技能在更多场景的运用和遍及。
团队核心成员毕业于北京大学、清华大学、哥伦比亚大学、上海交通大学等国内外有名学府，并曾在国际一流实验室或研究中央进行深入研修。研发团队成员的专业背景覆盖分子生物学、合成生物学、有机化学、机器工程、机器学习、生物信息等多个学科，形成了一个高度专业且跨学科交融的知识架构。他们在分子诊断、生命科学等领域具有丰富的研发履历，并同时兼具踏实的项目管理能力和实战能力。
