“種業是農業的芯片”，2022年中央一號文件明確提出，全面實施種業振興行動方案，推進種業領域國家重大創新平臺建設，強化種業知識產權保護?！笆?號”液相育種芯片，是我國具有完全自主知識產權的“中國芯”，是前沿生物技術為石斑魚種質資源保護和種業科技創新提供的重要基石。
日前，由中山大學生命科學學院張勇教授科研團隊聯合華南農業大學、深圳市華大海洋研究院、廣東省農業科學院和博瑞迪生物技術有限公司共同完成了“石斑1號”石斑魚40K基因組育種液相芯片的研發，現在海南晨海水產有限公司、廣東海威農業集團有限公司、廣東海元農業科技有限公司、陽江市漁鄉子水產科技實業有限公司開展應用，為石斑魚養殖產業健康和可持續發展，培育更加優質、高產、抗病和抗逆的石斑魚良種提供種業支撐。
“石斑1號”芯片采用博瑞迪GBTS技術體系中的GenoBaits?技術，含有5種主養石斑魚（鞍帶石斑魚、棕點石斑魚、斜帶石斑魚、赤點石斑魚、清水石斑魚）的全基因組重測序SNP標記和重要經濟性狀關聯SNP、InDel標記?！笆?號”芯片的標記可均勻覆蓋全基因組、涵蓋多種石斑魚多態性標記，在石斑魚群體中有較好的應用表現。該芯片含有來源于數百份重測序數據變異信息的45608個背景多態性SNP標記和基于千份重測序樣本數據得到的氨氮耐受性、赤點石斑神經壞死病毒（RGNNV）抗性、生長、飼料利用率等重要經濟性相關的108個功能關聯SNP、InDel標記。利用該芯片可以對5種石斑魚育種個體的基因遺傳信息進行快速精準的檢測和分析。經樣本測試，“石斑1號”芯片對5種石斑魚檢測后的標記平均檢出率為91.09%，其中鞍帶石斑魚檢出率為99.6%～99.7%，棕點石斑魚檢出率為90.82%～91.03%，均表現出較好的基因型分型檢測效果。
注：5種石斑魚研究對象
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產品信息 | 關鍵參數 | GenoBaits? Grouper 40K Panel |
標記信息 | 標記類型 | SNP，InDel |
生長、抗病、抗逆等重要功能關聯標記數 | 108個 | |
標記總數 | 45716個 | |
物種名稱 | 棕點石斑魚，鞍帶石斑魚，斜帶石斑魚，赤點石斑魚，清水石斑魚 | |
參考基因組 | ASM528154v1 | |
研發團隊采用具有完全自主知識產權的靶向測序基因型分型（Genotyping by Targeted Sequencing，GBTS）技術原理的液相芯片，實現了高通量、低成本、高精度、高靈活度的基因型分型檢測。
- “石斑1號”40K液相芯片標記在染色體分布情況
注：目標標記在不同染色體上的個數統計結果：a.橫坐標為染色體ID；b.左示例為標記數/區段數；c.右示例為染色體長度（單位bp）。
注:本產品45716個標記均勻分布在石斑魚24條染色體上。
- “石斑1號”40K液相芯片標記MAF分布情況
注：MAF（Minor Allele Frequency）:最小等位基因頻率（次等位基因頻率）。MAF結果顯示，本產品所包含的45716個標記的多態性較高。
- 基于“石斑1號” 樣本基因型數據的種群聚類分析
石斑魚是世界重要的海水經濟魚類,又是重要海水增養殖對象，其種類多，分布廣，合理保護與開發石斑魚資源具有不可估量的生態與經濟地位，但就目前石斑魚遺傳多樣性的研究還十分有限。
見下述分析結果，采用“石斑1號”芯片對5種石斑魚進行檢測，根據40K
標記基因型數據進行分析，獲得了較全面的5種石斑魚的種群結構等結果，為種質資源鑒定、家系與親緣關系分析、分子標記輔助育種等奠定了重要基礎。
石斑魚全基因組共線性分析
基于5種石斑魚全基因組共線性分析發現，有相同染色體的5種石斑魚共線性關系良好，未發生染色體大片段插入、重復、缺失和復雜染色體重排事件等，再次驗證了此款芯片“石斑1號”可同時檢測5種石斑魚基因遺傳信息的可行性。采用“石斑1號”芯片，擬通過對候選雜交親魚的大規?；蚝Y查，進行分子標記輔助育種或全基因組選擇育種研究，從而大大縮短育種周期，為加快經濟魚類的育種進程提供重要手段。
科研和產業應用領域廣泛
“石斑1號”芯片項目研發團隊
『關于張勇』，博士，中山大學生命科學學院教授，博士生導師。現任廣東省水生經濟動物良種繁育重點實驗室主任，教育部高等學校水產類專業教學指導委員會委員，中國動物學會理事，中國動物學會比較內分泌學專業委員會秘書長，中國水產學會水產生物技術專業委員會委員，廣東省現代農業產業技術體系海水魚產業創新團隊崗位科學家。
從事水生經濟動物良種繁育研究工作，解析重要生產性狀的形成機理，通過性別控制等技術手段培育優良新品種。建立了魚類性別控制技術和高效育苗技術，構建了草魚、鱖魚、石斑魚等全基因組精細圖譜和高密度遺傳連鎖圖譜，建立復雜性狀遺傳網絡解析技術，開展全基因組選擇育種技術，基因操作技術和基因芯片等現代精準育種技術研究，與企業合作培育三個水產新品種“虎龍雜交斑”“云龍石斑魚”和全雌翹嘴鱖“鼎鱖1號”。研究成果發表于Nature Genetics、Genomics、Aquaculture、Endocrinology、Biology of Reproduction等國際權威期刊；發表論文210多篇，其中SCI收錄160多篇，申請專利40多項，獲得授權20多項；獲得教育部自然科學獎一等獎2項，教育部科技進步獎一等獎1項，廣東省科技進步獎一等獎1項，廣東省農業技術推廣獎一等獎1項，全國農牧漁業豐收獎二等獎1項。
*該項工作得到了華南農業大學、深圳市華大海洋研究院、廣東省農業科學院、博瑞迪生物技術有限公司的支持。
來源：中山大學生命科學學院
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