我国首款小麦低镉基因芯片“低镉1号”发布,育种效率有望大幅提升

我国农业科技领域迎来一项重要突破。近日, 由西北农林科技大学与中国科学院地理科学与资源研究所联合研发的“低镉 1 号”小麦基因芯片在京正式发布 。这是国内首款能够精准检测小麦吸收积累镉等重金属情况的基因芯片, 标志着小麦低镉品种选育迈入高效化、智能化新阶段。

📌 背景: 镉污染威胁与育种瓶颈

镉被世界卫生组织列为一类致癌物, 长期摄入镉超标的小麦会损害人体肾脏、骨骼等器官 , 对公共健康构成潜在威胁。在农业生产中, 筛选低镉小麦品种一直是重要课题, 但传统方法主要依赖生理生化表型鉴定, 过程不仅耗时费力, 精准度也有限, 难以适应规模化、集约化的现代农业生产需求。

🔍 核心技术: 从表型到基因的转变

“低镉 1 号”芯片的核心创新, 在于将小麦低镉品种的选育方式从依赖外部表型指标 , 转变为通过读取内在基因信息进行科学判断。科研团队历时五年攻关, 在芯片上集成了超过 6 万个核心遗传标记位点, 构建了覆盖小麦全基因组的遗传标记网络。

这些标记位点能够精准捕捉小麦吸收和积累镉的相关基因特征。 不仅如此 , 芯片还能同步检测砷、汞、铅等十余种重金属的相关基因, 实现对小麦重金属积累性状的“全面扫描”和综合评价。

💡 应用优势: 精准、高效、一芯多用

据项目首席科学家、中国科学院地理科学与资源研究所研究员廖晓勇介绍, 该芯片具备两大突出优势:

• 精准高效 : 借助芯片, 科研人员在小麦苗期即可快速判断其是否具备低镉特性, 大大缩短了育种周期。
• 一芯多用 : 芯片不仅能评估低镉性状, 还能同步分析产量、品质、抗病性等综合农艺性状, 将原本复杂的品种鉴定过程简化为高效的数据输出。

这意味着, 育种工作者可以更早、更全面地评估小麦品系的潜力, 显著提升育种效率和精准度。

📊 行业影响与未来展望

“低镉 1 号”芯片的发布, 对我国小麦产业乃至粮食安全具有多重意义:

• 推动育种智能化 : 为小麦低镉品种选育提供了高效的技术工具, 助力育种工作向数据驱动、智能决策的方向发展。
• 拓展应用场景 : 芯片还可适配生态学、农学等多种研究与应用场景, 为土壤修复、品种资源评价等提供支持。
• 加速成果转化 : 目前,“低镉 1 号”已完成成果转化签约, 具备大规模小麦样本检测能力, 有望快速服务于产业需求。

廖晓勇表示, 该芯片的研发与应用, 将助推我国小麦低镉品种选育向高效化、智能化方向发展, 为小麦定向选育和资源高效利用提供坚实的技术支撑。