“種業(yè)是農(nóng)業(yè)的芯片”，2022年中央一號(hào)文件明確提出，全面實(shí)施種業(yè)振興行動(dòng)方案，推進(jìn)種業(yè)領(lǐng)域國家重大創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，強(qiáng)化種業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。“石斑1號(hào)”液相育種芯片，是我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“中國芯”，是前沿生物技術(shù)為石斑魚種質(zhì)資源保護(hù)和種業(yè)科技創(chuàng)新提供的重要基石。
日前，由中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張勇教授科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、深圳市華大海洋研究院、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和博瑞迪生物技術(shù)有限公司共同完成了“石斑1號(hào)”石斑魚40K基因組育種液相芯片的研發(fā)，現(xiàn)在海南晨海水產(chǎn)有限公司、廣東海威農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司、廣東海元農(nóng)業(yè)科技有限公司、陽江市漁鄉(xiāng)子水產(chǎn)科技實(shí)業(yè)有限公司開展應(yīng)用，為石斑魚養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)健康和可持續(xù)發(fā)展，培育更加優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病和抗逆的石斑魚良種提供種業(yè)支撐。
“石斑1號(hào)”芯片采用博瑞迪GBTS技術(shù)體系中的GenoBaits?技術(shù)，含有5種主養(yǎng)石斑魚（鞍帶石斑魚、棕點(diǎn)石斑魚、斜帶石斑魚、赤點(diǎn)石斑魚、清水石斑魚）的全基因組重測序SNP標(biāo)記和重要經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)聯(lián)SNP、InDel標(biāo)記?！笆?號(hào)”芯片的標(biāo)記可均勻覆蓋全基因組、涵蓋多種石斑魚多態(tài)性標(biāo)記，在石斑魚群體中有較好的應(yīng)用表現(xiàn)。該芯片含有來源于數(shù)百份重測序數(shù)據(jù)變異信息的45608個(gè)背景多態(tài)性SNP標(biāo)記和基于千份重測序樣本數(shù)據(jù)得到的氨氮耐受性、赤點(diǎn)石斑神經(jīng)壞死病毒（RGNNV）抗性、生長、飼料利用率等重要經(jīng)濟(jì)性相關(guān)的108個(gè)功能關(guān)聯(lián)SNP、InDel標(biāo)記。利用該芯片可以對(duì)5種石斑魚育種個(gè)體的基因遺傳信息進(jìn)行快速精準(zhǔn)的檢測和分析。經(jīng)樣本測試，“石斑1號(hào)”芯片對(duì)5種石斑魚檢測后的標(biāo)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(diǎn)石斑魚檢出率為90.82%～91.03%，均表現(xiàn)出較好的基因型分型檢測效果。
注：5種石斑魚研究對(duì)象
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產(chǎn)品信息 | 關(guān)鍵參數(shù) | GenoBaits? Grouper 40K Panel |
標(biāo)記信息 | 標(biāo)記類型 | SNP，InDel |
生長、抗病、抗逆等重要功能關(guān)聯(lián)標(biāo)記數(shù) | 108個(gè) | |
標(biāo)記總數(shù) | 45716個(gè) | |
物種名稱 | 棕點(diǎn)石斑魚，鞍帶石斑魚，斜帶石斑魚，赤點(diǎn)石斑魚，清水石斑魚 | |
參考基因組 | ASM528154v1 | |
研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的靶向測序基因型分型（Genotyping by Targeted Sequencing，GBTS）技術(shù)原理的液相芯片，實(shí)現(xiàn)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(hào)”40K液相芯片標(biāo)記在染色體分布情況
注：目標(biāo)標(biāo)記在不同染色體上的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果：a.橫坐標(biāo)為染色體ID；b.左示例為標(biāo)記數(shù)/區(qū)段數(shù)；c.右示例為染色體長度（單位bp）。
注:本產(chǎn)品45716個(gè)標(biāo)記均勻分布在石斑魚24條染色體上。
- “石斑1號(hào)”40K液相芯片標(biāo)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(jié)果顯示，本產(chǎn)品所包含的45716個(gè)標(biāo)記的多態(tài)性較高。
- 基于“石斑1號(hào)” 樣本基因型數(shù)據(jù)的種群聚類分析
石斑魚是世界重要的海水經(jīng)濟(jì)魚類,又是重要海水增養(yǎng)殖對(duì)象，其種類多，分布廣，合理保護(hù)與開發(fā)石斑魚資源具有不可估量的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)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(jié)果，采用“石斑1號(hào)”芯片對(duì)5種石斑魚進(jìn)行檢測，根據(jù)40K
標(biāo)記基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得了較全面的5種石斑魚的種群結(jié)構(gòu)等結(jié)果，為種質(zhì)資源鑒定、家系與親緣關(guān)系分析、分子標(biāo)記輔助育種等奠定了重要基礎(chǔ)。
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(fā)現(xiàn)，有相同染色體的5種石斑魚共線性關(guān)系良好，未發(fā)生染色體大片段插入、重復(fù)、缺失和復(fù)雜染色體重排事件等，再次驗(yàn)證了此款芯片“石斑1號(hào)”可同時(shí)檢測5種石斑魚基因遺傳信息的可行性。采用“石斑1號(hào)”芯片，擬通過對(duì)候選雜交親魚的大規(guī)?；蚝Y查，進(jìn)行分子標(biāo)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(jīng)濟(jì)魚類的育種進(jìn)程提供重要手段。
科研和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛
“石斑1號(hào)”芯片項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)
『關(guān)于張勇』，博士，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任廣東省水生經(jīng)濟(jì)動(dòng)物良種繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，教育部高等學(xué)校水產(chǎn)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員，中國動(dòng)物學(xué)會(huì)理事，中國動(dòng)物學(xué)會(huì)比較內(nèi)分泌學(xué)專業(yè)委員會(huì)秘書長，中國水產(chǎn)學(xué)會(huì)水產(chǎn)生物技術(shù)專業(yè)委員會(huì)委員，廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系海水魚產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)崗位科學(xué)家。
從事水生經(jīng)濟(jì)動(dòng)物良種繁育研究工作，解析重要生產(chǎn)性狀的形成機(jī)理，通過性別控制等技術(shù)手段培育優(yōu)良新品種。建立了魚類性別控制技術(shù)和高效育苗技術(shù)，構(gòu)建了草魚、鱖魚、石斑魚等全基因組精細(xì)圖譜和高密度遺傳連鎖圖譜，建立復(fù)雜性狀遺傳網(wǎng)絡(luò)解析技術(shù)，開展全基因組選擇育種技術(shù)，基因操作技術(shù)和基因芯片等現(xiàn)代精準(zhǔn)育種技術(shù)研究，與企業(yè)合作培育三個(gè)水產(chǎn)新品種“虎龍雜交斑”“云龍石斑魚”和全雌翹嘴鱖“鼎鱖1號(hào)”。研究成果發(fā)表于Nature Genetics、Genomics、Aquaculture、Endocrinology、Biology of Reproduction等國際權(quán)威期刊；發(fā)表論文210多篇，其中SCI收錄160多篇，申請(qǐng)專利40多項(xiàng)，獲得授權(quán)20多項(xiàng)；獲得教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，廣東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，全國農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
*該項(xiàng)工作得到了華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、深圳市華大海洋研究院、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、博瑞迪生物技術(shù)有限公司的支持。
來源：中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院
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