科技日报记者 周思同 王飞
一颗种子要经历些什么，才能成为餐桌上合格的食材？
面对这个问题，人们心中的答案往往是播种与浇灌。但在生物育种技术不断发展的今天，这个看似简单的问题却包含着许多科技奥妙。
11月23日，科技日报记者跟随“高质量发展调研行”湖南主题采访活动来到位于长沙岳麓区的华智生物技术有限公司（以下简称华智生物），现场目睹了生物育种的各种“黑科技”正在加速种质创新的步伐。
小芯片破解基因大奥秘
生物育种的第一步，要从基因开始。
“我们一般会首先对各个物种的基因进行测序，筛选其中的优质基因并进行应用。比如针对农作物的种子，我们要从中选取能让种出来的作物粒大、株高、少生病的基因，将之组合起来，从而选育出我们想要的多基因多优质表型组合的个体。”
华智生物分子育种技术智创中心研究员李乐介绍，过去由于技术所限，测序选育的过程十分缓慢。而今，在新型技术的帮助下，这一过程的效率大大提升。其中，利用基因芯片辅助基因分型便是最具代表性的例子之一。
“基因型分型工作需要通过综合表现评估。以牛为例，它体内可能包含8—10万个基因，如此庞大的数量下想要完成分型，就需要将生物的探针碱基用光刻机刻在硅晶板上，制成‘芯片’，以此达成快速、精准的筛选。”李乐介绍。
在华智生物的研发实验室内，记者看到了一块传统的固相芯片：它看上去只有巴掌大，但其中却包含了数万个探针，一次便能检测五到六万个位点。
李乐介绍，固相芯片工艺精密高深，价格一度居高不下。为更好地应对育种科研单位及企业的需求，我国近年来投入了大量研发资源，在传统固相芯片的基础上，开发了多层扩充和靶向捕获两项技术。由于这两项技术可在液体环境下实现，mGPS、cGPS液相芯片便应运而生。
“与传统固相芯片相比，液相芯片的数据一致性可达到99.5%，而价格只有前者的40%—50%，甚至更低。”李乐表示，目前，我国已开发了140余款液相芯片，布局了60余个物种，实现了技术工艺国产化，为广大育种家和科研工作者提供用得好、用得起、精准高效的基因型分型服务。
自动化构筑种子存储“魔力盒”
要得到好品种，不仅要能选，还要能储藏。
在华智生物展示区，一个自动化、信息化的智能种质休眠舱十分引人注目。操作人员只需要在屏幕上轻轻点击，便可对库内各项数据进行实时监控，其还具备货架管理、种质管理、设备管理等功能。
据了解，种质休眠舱适合各种农作物种子的中长期贮藏，目的是建立种子库，保护种质资源，稳步推进种子管理和研发选育工作。
华智生物智造技术负责人张淑君介绍，这个智能种质休眠舱长11.5米，宽3米，高3.6米，存放有234个存放单位，能对种子进行自动化、智能化、社会化存储。“通过无人作业、集中存储、智能管理的方式，这个种质休眠舱能够实现多类作物种质资源存储，以水稻类型种质100g为例，可以同时存放4万份，能耗降低3/4。”张淑君说。
相较传统种质资源库，该种质休眠舱仿佛一个巨大的“魔力盒”，通过智能管理系统进行高效检索和信息溯源，大幅提升种质及生物样本的存储质量、效率及安全。张淑君表示：“它的空间利用率提升1倍；自动化存储操作过程零失误，存取效率提升2倍；全流程信息数据化，数据完成率100%。”目前，智能种质休眠舱已在海南、云南等地投入使用，并进行持续迭代升级。
华智生物技术有限公司副总裁王朝晖表示，华智生物始终坚持创新驱动，打造AI赋能的生物技术+数据技术融合技术路线，助推种业新质生产力发展。
