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用户声音 | MNP标记法创始人彭海教授:用中国技术为中国种子办“身份证”, 华大智造助力种业技术的设备国产化

时间:2022-05-17作者:华大智造阅读数:315分享

近年来,种子市场中侵权现象多发,主要粮食作物品种同质化问题明显,影响育种原始创新。自2022年3月1日起,我国正式施行新修订的《中华人民共和国种子法》(以下简称“新《种子法》”),建立实质性派生品种制度,扩大品种保护权的范围,为我国种业科技自强自立、种源自主可控提供坚实的法治保障。


由江汉大学生物基因检测鉴定中心负责人、农业农村部植物新品种测试中心实验室主任彭海教授及其团队基于国产平台华大智造测序仪所研发的《GB/T 38551-2020植物品种鉴定MNP标记法》(以下简称“MNP标记法”),是我国首个包括实质性派生品种判定的国家标准,将在新《种子法》中的植物品种知识产权保护中发挥巨大作用。


01 推动中国种业原始创新,用中国技术为中国种子办“身份证”


从2020年开始,关于解决中国种源和育种技术“卡脖子”的呼声很高,彭海教授介绍道,“中国种业卡脖子的现象突出,其中一个重要体现就是种业的原始创新能力不足,主要表现在我们国家对于国际种业市场的占比较低,也是在这种情况下,国家提出要加强种业原始创新。彼时对原始创新的产品进行鉴定、判断的技术尚不完善,因此我们(江汉大学和农业农村部科技发展中心)十年前开始研发MNP标记法,主要目的就是为种业原始创新的产品的判定做技术支撑。”


图1. GB/T 38551-2020 植物品种鉴定 MNP标记法


《GB/T 38551-2020 植物品种鉴定MNP标记法》是第一个涵盖多种植物品种DNA鉴定的国家标准,也是目前唯一支撑实质性派生品种鉴定的国家标准。彭海教授说道:“新《种子法》中最大的一个亮点就是实质性派生品种的鉴定,它需要大量对基因的标记位点进行鉴定,MNP标记法就是利用了高通量测序的这个优势,来实现实质性派生品种的鉴定。”


新《种子法》要在全社会实施,去保障种业企业的权利,需要快速准确地鉴定种子的知识产权归属。MNP标记法能从分子水平上,对原种子与对照种子进行检测,快速无误确定其身份。在品种真实性鉴定中,检测的标记位点越多,鉴定结果就越精准。MNP技术一次性可检测多达317到1042个标记,每个标记准确率高达99.98%以上,相当于精准观察了大量作物形状。把MNP标记的检测结果组合在一起,就能为品种构建一个DNA身份证(也叫DNA指纹)。多个农作物种的DNA身份证组合到一起,就形成了数据库。将得到的品种身份证与数据库进行比对,如有超过8% MNP标记不同,那么其大概率是一个具有创新性的新品种。


彭海教授在讲解MNP标记法相较于传统方法的优势时表示:“传统DNA鉴定方法常要求对标准样品和检测样品两个实物进行平行实验,进而得到一个准确的结果,然而种企很难去农业部拿到标准样品来进行品种权的保护。MNP标记法提供的是一个可以通过互联网共享的数据,因此企业作为维权主体就有了一种维权途径,并且全社会都可以参与其中,任何时候只需要把数据调出来进行比对就可以,种业市场的净化就能从根本上得到改变。”


图2. MNP标记(multiple dispersed nucleotide polymorphisms,多核苷酸多态性标记)


基于MNP标记法的核心支撑,目前农业农村部科技发展中心,江汉大学和三亚崖州湾创新发展中心在崖州湾科技城已经合作构建完成了七千多个授权水稻品种的DNA指纹库,这是国家打假维权授权的一个重要基础。



02 打好种业翻身仗,华大智造仪器助力MNP标记法的设备国产化


除了具备高准确性,MNP标记法通过一次实验即可完成品种真实性、实质性派生品种的鉴定,检测效率相较传统DNA检测方法提升了成百上千倍。提到MNP标记法的高检测效率,彭海教授说道:“高通量测序技术对于整个生命科学行业,包括种业行业,都具有深刻的影响。华大智造MGISEQ-2000基因测序仪的检测通量比较高,它能够一次性检测大量的样本,适用于大型实验室、种子站等需要集中进行抽样或集中进行打假维权的单位。”


开展种源“卡脖子”技术攻关,立志打一场种业翻身仗,是国家种业发展战略重要部署。作为第一个涵盖多植物品种DNA鉴定的国家标准,MNP标记法具有自主知识产权,从试剂、仪器、芯片,到核心技术专利、数据系统、分析软件全程国产化。


图3:彭海教授实操华大智造基因测序仪


对于全程国产化,彭海教授这样强调,“MNP标记法是中国的标准,它是为中国的法律和政策服务的,中国法律和政策的实施需要自主可控性。我们从研发一开始就下定决心,不光要把技术研发成功,还要实现操作系统全程国产化,这样才不会被国外‘卡脖子’。” 彭海教授同时说道,“仪器设备的国产化,我们通过与华大智造合作实现。选择华大智造的仪器,不仅因为它具有高通量与高准确性的特点,它最大的贡献,是帮我们中国种业的这些关键技术的装备实现了国产化,我们不再依赖于国外的设备。”


作为生命科技核心工具缔造者与《GB/T 38551-2020 植物品种鉴定MNP标记法》参与起草单位,华大智造全套生命数字化设备和系统可贯穿在种质资源保护,基因挖掘和育种技术开发等种源基础研究,以及育种产业实践应用的各个方向中,为我国农业贡献科技装备力量。