育種家的願望達成!深圳科學家牽頭研發新方法讓基因鑑定費降一半

2020-12-04 SZNEWS

原標題:育種家的願望達成了

深圳科學家牽頭研發新方法讓基因鑑定費降一半

見圳客戶端·深圳新聞網2020年5月29日訊(深圳商報記者 張妍 通訊員 趙勝 趙華)藉助全基因組基因型鑑定方法,育種家們大幅縮短了新品種的培育時間。但他們還有一個願望,鑑定費用能再便宜些就好了。

日前,深圳科學家牽頭達成了他們的願望,國際知名學術期刊《植物·方法》(《Plant Methods》)上在線發表了中國農科院深圳農業基因組研究所常玉曉課題組的最新研究成果。這篇論文報導了一種名為「AIO-seq」的新重測序文庫製備方法,將過去十多年裡「屹立不動」的文庫製備成本大幅降低,從而使每個樣本鑑定費用從現在的150元左右降至約70元。

全基因組基因型鑑定分為兩步,第一步是文庫製備,第二步是測序。「文庫製備的作用是將基因組DNA加工成測序儀可進行測序的結構。」常玉曉表示,「21世紀初,二代測序技術剛出現時測序成本很高,相比而言,文庫製備的成本幾乎可以忽略不計。但是十多年過去了,測序成本以超摩爾定律速度下降,文庫製備的成本卻幾乎沒有變化。目前全基因組基因型鑑定中,測序成本只佔20%左右。」

為什麼文庫製備的成本如此堅挺?科研人員表示,這主要因為常規的文庫製備方法得到的DNA片段長短不一,而測序儀只能對特定長度範圍內的DNA進行測序,因此科研人員「每個樣品單獨操作」,流程非常繁瑣,成本始終下不來。

常玉曉告訴記者,開發這個新方法的過程中「思路轉變的難度要大於實驗的難度」。課題組人員在實驗中發現了一些被別人忽略的信息,通過對這些信息的充分利用,可以計算出一個文庫中特定長度的DNA片段的濃度,從而將100多份樣品混合在一起進行分選和定量。

從「1」到「100多」,這就讓文庫製備的效率提升了百倍,從而節約了一半以上成本,使鑑定費用降低到育種家所期望的70元左右。

一年多前,這種新方法就已開始應用。廣東省農科院水稻研究所研究員周少川團隊嘗試通過這種新方法進行優質水稻品種的培育。周少川表示,通過新方法可進行大規模目標基因的選擇和全基因組遺傳背景的篩選,快速篩選出聚合香味、稻瘟病抗性、口感好的株系。「理論上說,3年內就可育成1個具有商業化推廣潛力的品種。」周少川表示,育種時間縮短了2至3年,同時育種成本只有過去傳統育種的五分之一。

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