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智慧农业——分子育种实验室整体解决方案

已有 1948 次阅读 2022-4-19 22:42 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记

种业发展的核心,依靠的是育种技术的发展。育种技术从“3.0时代”逐步迈入“4.0时代”,育种技术的不断创新,对于发展自动、智能农业,提高粮食生产质量,保障种业安全,具有重大意义。

随着基因分型技术在现代育种工作中逐渐普及,传统的实验方式和育种平台已无法满足科研和生产应用的高通量、规模化需求。现在国内行业发展的瓶颈主要在于:传统实验方法和育种实验室依赖大量的人员来进行手动操作,步骤繁琐且耗时长;由于实验方法和设备的限制,传统实验室的检测通量较低,不能满足现阶段对于高通量检测的需求;试剂和设备由进口产品垄断,使用成本高,检测价格无法降低。

因此建立我国自主可控、高效高产、灵活方便的高通量分子检测平台的需求迫在眉睫。成都瀚辰光翼科技有限责任公司提供全国产、自动化、高通量基因分型方案,包括高通量植物基因组提取工作站、高通量自动化移液工作模块及PCR模块、高通量荧光检测仪、高通量自动点胶仪,以及高通量核酸浓度检测和均一化工作站等等设备,解决分子生物实验室核酸提取、PCR反应、核酸质控等工作的人力成本、时间成本问题,适合SNP标记开发、品种精准定向改良、多基因聚合育种、种子质量分子检测、种质检测和转基因检测等应用场景。设备拥有全自主知识产权,兼容国内外多种实验试剂,可有效降低实验成本。

在不同的应用场景下,相较传统实验方法,高通量自动化平台拥有快速、高效、准确等优势:

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2w株小麦回交子代材料(6SNP标记)进行基因分型检测。在使用高通量自动化平台之前,按照传统实验方法人工移液配置PCR体系,3位研究员各用2PCR仪,共6PCR仪同时进行实验,需要大约40多天才能完成全部工作。且2W个样本、近12W个反应,难免发生移液错漏、数据读取错乱等问题。

采用通量基因分型系统后,1研究员用5时间即可完成实验,且每一个样本板和反应板的信息由条形码编码,系统设备自动识别追踪,避免人工操作产生的错漏。

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205北方品种的小麦材料采用靶向测序方法来做全基因组关联分析。按照传统实验方法,采用试剂盒提取DNA,人工移液配置反应体系、浓度均一化,最后进行测序,1研究员需要大约3完成全部工作。而采用高通量自动化平台,1研究员用 1时间可完成全部实验,所有实验步骤均由自动化设备完成,避免了人工误差,满足高精准性和高效性。

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92小麦材料(202标记)采用SNP方法进行遗传多样性分析,可以采用单孔双重反应的检测方式。按照传统实验方法,采用CTAB法提取DNA,人工移液配置PCR体系,用PCR仪和酶标仪进行实验,1研究员需要大约20多天才能完成全部工作。而采用全自动多功能基因检测系统,1研究员仅用 2时间可完成实验,且可以在同一台设备上完成从样本提取到数据分析的所有检测步骤,无需人工干预,真正做到了 “样本进、结果出”。每一个样本板和反应板的信息由条形码编码,系统设备自动识别追踪,避免人工操作产生的错误。

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作物育种经历了漫长的改良之路,传统育种是耕作者对作物表型变异的肉眼观察,通过主观判断选出高产优质高抗的育种材料。后来,职业育种家出现,他们根据对作物遗传规律的认识,通过预先设计杂交育种试验,再从后代中筛选出优良栽培品种。但在某种程度上,却都是基于经验和观察,完全根据表型对育种材料进行选育。科学家曾“无奈”而又形象地将其形容为“一把尺子一杆秤,用牙咬,用眼瞪”。近年来,越来越多现代化农业育种平台的投入使用,将常规育种与智能技术相结合,推动我国生物育种进入智能化时代。

一个芯片让中国加快了行业布局,一粒种子改变一个世界,粮食保障,科技先行。瀚辰光翼专注生命科技领域智能化解决方案的研发,与育种家们合力突破种业卡脖子技术难题,强化科研力量,为我国农业现代化育种提供牢固的技术支撑!

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