DNA身(shen)份鑒(jian)定 解密品種“黑匣子” |
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《 》（ 2015年(nian)06月01日 06 版(ban)） 編者按針對目前我國農作物品種身份鑒定手段落后、套牌侵權、珍貴種質資源流失等問題，農業部辦公廳于近日印發了《農作物品種DNA身份鑒定體系構建實施方案》，將在已有種質資源庫基礎上，構建全國統一的品種DNA信息數據庫及品種身份查詢平臺，實現品種身份可鑒定、信息可查詢、資源可保護、材料可流通、成果可交易、種子可追溯。品(pin)種管理的DNA鑒(jian)定模式由此開啟。 |
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鏈接 ; 第(di)一，全(quan)基因組(zu)測(ce)序并不(bu)適(shi)合(he)直接用于品種(zhong)鑒定(ding)中(zhong)。品種(zhong)鑒定(ding)主要是(shi)尋(xun)找樣(yang)品間(jian)(jian)差異(yi)的(de)過程，在全(quan)基因組(zu)水平上，品種(zhong)間(jian)(jian)甚至物種(zhong)間(jian)(jian)絕大(da)部分(fen)堿基序列是(shi)相同的(de)，如人(ren)類與靈長類全(quan)基因組(zu)序列98%以(yi)上核苷酸(suan)相同，DNA序列中(zhong)無差異(yi)的(de)部分(fen)對于品種(zhong)區分(fen)沒有實際意義(yi)。 第二，基(ji)因組(zu)測序(xu)(xu)，僅針(zhen)對某個基(ji)因組(zu)如(ru)葉綠體基(ji)因組(zu)、線粒體基(ji)因組(zu)以(yi)及(ji)外顯子區測序(xu)(xu)等方(fang)法也不適合用于(yu)品種鑒定中(zhong)。 第三(san)，基(ji)于第二代測(ce)序(xu)技(ji)術(shu)進行SNP基(ji)因分型方法，或(huo)者利(li)用Nimblegen序(xu)列捕獲芯片技(ji)術(shu)，設計探針捕獲到目的SNP區域片段，在基(ji)于測(ce)序(xu)技(ji)術(shu)檢(jian)測(ce)基(ji)因型。隨著測(ce)序(xu)技(ji)術(shu)的發展(zhan)和成(cheng)本的降低，機遇測(ce)序(xu)技(ji)術(shu)檢(jian)測(ce)SNP的方法具有(you)一(yi)定發展(zhan)潛力。 DNA指紋鑒定技術的(de)發展歷(li)程？ 隨著(zhu)現(xian)代(dai)生物技(ji)(ji)術(shu)(shu)發展，品(pin)種鑒(jian)定(ding)(ding)技(ji)(ji)術(shu)(shu)從形(xing)態(tai)鑒(jian)定(ding)(ding)進入到DNA指(zhi)紋技(ji)(ji)術(shu)(shu)水平。品(pin)種指(zhi)紋鑒(jian)定(ding)(ding)技(ji)(ji)術(shu)(shu)發展經歷(li)了3個重(zhong)要(yao)階段：20世(shi)紀(ji)90年代(dai)的(de)(de)第(di)一代(dai)標(biao)記(ji)技(ji)(ji)術(shu)(shu)RELP（限(xian)制性(xing)片段長度(du)多態(tai)性(xing)）和PARD（隨機擴增多態(tai)性(xing)），21世(shi)紀(ji)初興起的(de)(de)第(di)二代(dai)標(biao)記(ji)技(ji)(ji)術(shu)(shu)SSR（簡單重(zhong)復序列），近幾年啟動研究的(de)(de)第(di)三代(dai)標(biao)記(ji)技(ji)(ji)術(shu)(shu)SNP（單核苷酸多態(tai)）。其(qi)中，SSR和SNP被(bei)UPOV的(de)(de)BMT分子測試指(zhi)南推薦作為品(pin)種鑒(jian)定(ding)(ding)和數據庫構建的(de)(de)優選標(biao)記(ji)。 采用不同(tong)器官(guan)組織提取DNA對品種鑒定有無影響？ DNA指紋技術通過鑒別不同品種間遺傳物質DNA的堿基組分、排列順序不同，從而區分不同品種。對于一個玉米品(pin)種(zhong)(zhong)(zhong)而言，從其種(zhong)(zhong)(zhong)子、幼苗、葉片、苞葉中提(ti)取(qu)的(de)(de)(de)DNA代表(biao)了該(gai)品(pin)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)基因組(zu)序列(lie)特征，對(dui)DNA指(zhi)紋(wen)鑒定的(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)果準(zhun)確性(xing)不會(hui)產生任何影(ying)響；但從雜交(jiao)種(zhong)(zhong)(zhong)種(zhong)(zhong)(zhong)子果皮上提(ti)取(qu)的(de)(de)(de)DNA和從雜交(jiao)制種(zhong)(zhong)(zhong)天母本植株所結(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)果穗籽粒提(ti)取(qu)的(de)(de)(de)DNA并不能代表(biao)該(gai)品(pin)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)基因組(zu)序列(lie)特征，會(hui)嚴重影(ying)響該(gai)品(pin)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)DNA指(zhi)紋(wen)鑒定結(jie)(jie)(jie)果準(zhun)確性(xing)。 品種分子監測與轉基因檢測有何異同？ 相(xiang)同之(zhi)處是應用(yong)的技術(shu)手段基本相(xiang)同。 不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)之處，一(yi)(yi)是(shi)品(pin)(pin)種(zhong)真實性及(ji)純度鑒(jian)定(ding)的(de)(de)(de)分子(zi)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)是(shi)對品(pin)(pin)種(zhong)的(de)(de)(de)整體遺傳背景的(de)(de)(de)監(jian)測(ce)(ce)(ce)，具(ju)體選用的(de)(de)(de)引物(wu)位點因(yin)(yin)所(suo)鑒(jian)定(ding)的(de)(de)(de)物(wu)種(zhong)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)而不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)；轉基(ji)因(yin)(yin)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)是(shi)對目的(de)(de)(de)基(ji)因(yin)(yin)的(de)(de)(de)監(jian)測(ce)(ce)(ce)，具(ju)體引物(wu)位點的(de)(de)(de)選擇因(yin)(yin)所(suo)鑒(jian)定(ding)的(de)(de)(de)基(ji)因(yin)(yin)而不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)，與物(wu)種(zhong)無關。二是(shi)兩種(zhong)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)項(xiang)目在實驗污染(ran)控制方(fang)面是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)，造成污染(ran)的(de)(de)(de)原因(yin)(yin)也(ye)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)。種(zhong)子(zi)真實性和純度檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)污染(ran)主要出現(xian)在樣品(pin)(pin)準(zhun)備階段，環境(jing)中的(de)(de)(de)外(wai)源核酸一(yi)(yi)般不(bu)(bu)(bu)(bu)會對其檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)結(jie)果產生影響；而轉基(ji)因(yin)(yin)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)主要污染(ran)出現(xian)在PCR擴增階段，環境(jing)中的(de)(de)(de)外(wai)源核算容易導(dao)致檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)結(jie)果出現(xian)假(jia)陽性。 ——摘編(bian)自中國(guo)農(nong)業科(ke)學技術出版社《玉米品種DNA指紋鑒定(ding)技術100問》 |
給種(zhong)子做(zuo)個(ge)“親子鑒定” ●DUS田間表型鑒(jian)定是對申請保(bao)護的(de)(de)植物(wu)新品(pin)(pin)種(zhong)進行特異性(xing)、一致性(xing)和穩定性(xing)的(de)(de)栽培鑒(jian)定試驗或室內分析測(ce)試的(de)(de)過程。測(ce)試方法是將申請品(pin)(pin)種(zhong)與近似品(pin)(pin)種(zhong)在相同的(de)(de)生長(chang)條件下(xia)，從植物(wu)的(de)(de)種(zhong)子、幼苗(miao)、開花期(qi)、成熟期(qi)等各個階段對多(duo)個質量性(xing)狀(zhuang)、數量性(xing)狀(zhuang)及抗病性(xing)等作出觀察記載，并(bing)與近似品(pin)(pin)種(zhong)進行結果比較。 ●DNA室內基因型鑒定(ding)是(shi)一(yi)項(xiang)生物學檢(jian)測技術，以(yi)玉米為(wei)例，玉米有總數(shu)約(yue)為(wei)30億個堿基對(dui)的DNA，每個品(pin)(pin)種(zhong)的DNA都不完全相同，品(pin)(pin)種(zhong)與品(pin)(pin)種(zhong)之間不同的堿基對(dui)數(shu)目達幾百萬之多，因此通過分子生物學方(fang)法顯示的DNA圖譜也有差異，由此可以(yi)識(shi)別不同的品(pin)(pin)種(zhong)。 本報記者(zhe)繆翼李(li)國龍 如(ru)果將(jiang)100個品(pin)種(zhong)撕掉標簽和包裝，通(tong)過種(zhong)子形態或者田間種(zhong)植進行形態觀察讓它們(men)一(yi)一(yi)對號入座，辨別(bie)出分別(bie)是什么(me)品(pin)種(zhong)，我想幾乎沒有人(ren)能夠做到，那成千(qian)上萬個品(pin)種(zhong)就更不可能做到了(le)。但(dan)利用DNA指(zhi)紋技術(shu)識別(bie)這(zhe)些品(pin)種(zhong)就輕而易(yi)舉了(le)，一(yi)天就可以完(wan)成。“這(zhe)就是DNA鑒(jian)定技術(shu)既準確可靠，又經濟快捷的優(you)勢。”北京市農林科學院(yuan)玉(yu)米研究中心(xin)主任趙久(jiu)然的信心(xin)來(lai)自于他們(men)團隊20余年持之以恒的關于玉(yu)米標準DNA技術(shu)的研究與應用。 農(nong)業部辦公(gong)廳日(ri)前發布了《農(nong)作物品種(zhong)DNA身(shen)份鑒定(ding)體系(xi)(xi)構(gou)建(jian)實施方案》，明確(que)了農(nong)作物品種(zhong)DNA身(shen)份鑒定(ding)體系(xi)(xi)構(gou)建(jian)的重要意義和發展(zhan)方向。 且說快和準 難以想(xiang)象僅2014年一(yi)(yi)年時(shi)(shi)間里(li)，玉米中心(xin)做過的(de)(de)DNA指紋檢測鑒定(ding)樣本(ben)量達1萬(wan)多份(fen)。“正常程序是7個(ge)工作日之內出結果，加急樣品(pin)48小時(shi)(shi)內出結果。”檢測中心(xin)王鳳格博士說，“無論(lun)是已審定(ding)的(de)(de)、參加過區試的(de)(de)，還是提交品(pin)種權保護的(de)(de)品(pin)種，凡是在玉米中心(xin)做過檢測的(de)(de)，其‘指紋’和痕跡就(jiu)會永久(jiu)留(liu)存了(le)。目前(qian)，這個(ge)標(biao)準(zhun)指數庫已經(jing)保存了(le)2萬(wan)多個(ge)玉米標(biao)準(zhun)DNA指紋信息，未來還會進一(yi)(yi)步(bu)擴容。” 人類DNA鑒(jian)(jian)(jian)(jian)定技(ji)術的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)也有(you)近20年了，通過(guo)人的(de)(de)(de)DNA檢測(ce)可(ke)以進行(xing)親子鑒(jian)(jian)(jian)(jian)定，更(geng)可(ke)以用(yong)(yong)(yong)于(yu)刑事偵查(cha)中(zhong)的(de)(de)(de)DNA比(bi)對(dui)，已經成為公安機關有(you)效的(de)(de)(de)破(po)案利器。作(zuo)物與(yu)人都(dou)屬于(yu)生物，遺傳(chuan)信息(xi)載(zai)體都(dou)是DNA，很(hen)多技(ji)術是相(xiang)通的(de)(de)(de)，但(dan)也有(you)不(bu)同(tong)(tong)(tong)之處。趙久然(ran)解釋，在人類DNA檢測(ce)結(jie)(jie)(jie)果判別上，引(yin)入(ru)最(zui)大似(si)然(ran)率(lv)(lv)概念，就(jiu)(jiu)是說兩(liang)個(ge)(ge)樣本的(de)(de)(de)DNA鑒(jian)(jian)(jian)(jian)定結(jie)(jie)(jie)果完(wan)(wan)全(quan)一樣，也存在著極小(xiao)概率(lv)(lv)不(bu)是同(tong)(tong)(tong)一個(ge)(ge)人的(de)(de)(de)可(ke)能性。而在玉米品種(zhong)(zhong)判定中(zhong)，沒有(you)使用(yong)(yong)(yong)“最(zui)大似(si)然(ran)率(lv)(lv)”這個(ge)(ge)概念，采用(yong)(yong)(yong)了“高度(du)近似(si)”這個(ge)(ge)概念。就(jiu)(jiu)是說如果兩(liang)個(ge)(ge)品種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)DNA鑒(jian)(jian)(jian)(jian)定結(jie)(jie)(jie)果相(xiang)同(tong)(tong)(tong)，其(qi)判定結(jie)(jie)(jie)論是“相(xiang)同(tong)(tong)(tong)或高度(du)近似(si)”，有(you)可(ke)能不(bu)同(tong)(tong)(tong)，但(dan)即使有(you)些(xie)許差異，這種(zhong)(zhong)差異也是很(hen)小(xiao)的(de)(de)(de)，頂多屬于(yu)派(pai)生品種(zhong)(zhong)范疇。如果把兩(liang)個(ge)(ge)品種(zhong)(zhong)種(zhong)(zhong)在一起，連育種(zhong)(zhong)者自己(ji)都(dou)分不(bu)清哪個(ge)(ge)是他(ta)育成的(de)(de)(de)品種(zhong)(zhong)，還能說那是一個(ge)(ge)新(xin)品種(zhong)(zhong)嗎？“同(tong)(tong)(tong)”是相(xiang)對(dui)的(de)(de)(de)，“不(bu)同(tong)(tong)(tong)”是絕對(dui)的(de)(de)(de)，沒有(you)兩(liang)個(ge)(ge)絕對(dui)相(xiang)同(tong)(tong)(tong)完(wan)(wan)全(quan)一樣的(de)(de)(de)事物，關鍵是確定和把握好尺度(du)。 |
遏制“仿冒套” 有人說“市場上至少1/3的種(zhong)(zhong)子是假冒(mao)的。”有人感(gan)慨“新品種(zhong)(zhong)培育六七年(nian)，仿(fang)冒(mao)才幾(ji)天。”業(ye)(ye)內認為“仿(fang)冒(mao)套”傷的是種(zhong)(zhong)業(ye)(ye)創(chuang)新力，呼吁通過DNA身份鑒定這項技術支撐，能夠(gou)對“仿(fang)冒(mao)套”起到(dao)遏制作用，鼓勵真(zhen)正的品種(zhong)(zhong)創(chuang)新，引導市場走向自律。 人靠相貌等可以(yi)辨別(bie)，而DNA鑒(jian)定是最終途徑。農作(zuo)物也是一樣，由(you)于少(shao)數具備高產、廣適、抗病等特(te)性(xing)的(de)親(qin)本(ben)被集中應用，在原(yuan)品(pin)種基礎上稍作(zuo)修改的(de)派生品(pin)種越(yue)來越(yue)多，品(pin)種間的(de)遺傳(chuan)差(cha)異是肉眼所難以(yi)辨別(bie)的(de)，這(zhe)時就需要DNA來鑒(jian)定其身份(fen)了(le)。 例如山東濟南中院受理先鋒公司告(gao)某(mou)公司生(sheng)產的“費玉3號(hao)(hao)”侵(qin)犯(fan)“先(xian)玉335”品種權(quan)案，經玉米中心DNA檢測(ce)，“費玉3號(hao)(hao)”與農(nong)業部“先(xian)玉335”標(biao)準樣(yang)品比較(jiao)，在40個位(wei)(wei)點上位(wei)(wei)點差異為1，被告(gao)未提出有利(li)證據證明不是同(tong)一品種，判(pan)決(jue)被告(gao)停止侵(qin)權(quan)并(bing)賠償原告(gao)經濟(ji)損失(shi)。 “依(yi)據玉米DNA指紋檢測標準(zhun)，如果差異位(wei)點(dian)(dian)數≥2，證明為不(bu)同(tong)品(pin)種；差異位(wei)點(dian)(dian)數≤1，則證明品(pin)種相同(tong)或高度近似(si)。”趙久然說，“這其中是留有框量(liang)的，但是基本(ben)不(bu)給‘仿(fang)冒套’鉆空子的余地。” 不是隨便“抓一把” 玉米有30億個(ge)堿基對，憑(ping)什(shen)么僅(jin)靠目前的(de)40個(ge)位(wei)點檢測結果，就能判斷清(qing)楚？ 對此(ci)，趙久然說，這(zhe)40個(ge)位(wei)點不(bu)是(shi)隨便(bian)“抓一把”。2001年(nian)起確(que)立了(le)核心(xin)引(yin)(yin)物(wu)組(zu)合(he)(he)法的品種鑒定(ding)方案，從2001年(nian)~2005年(nian)，經過(guo)4年(nian)多(duo)系統篩選和重(zhong)新設計(ji)，形成了(le)一套共(gong)40個(ge)位(wei)點適(shi)(shi)于玉米品種鑒定(ding)的SSR（簡單重(zhong)復(fu)序列）引(yin)(yin)物(wu)組(zu)合(he)(he)，這(zhe)些位(wei)點都存在等位(wei)基因，在不(bu)同品種間(jian)存在著明確(que)的差異，這(zhe)些差異組(zu)合(he)(he)就可以組(zu)合(he)(he)出巨大的天文數字。在此(ci)基礎上(shang)研制出國(guo)內首個(ge)和唯一的適(shi)(shi)合(he)(he)玉米品種真(zhen)實(shi)性檢(jian)(jian)測的的DNA指紋復(fu)合(he)(he)擴增(zeng)試劑盒專利產品。利用這(zhe)套引(yin)(yin)物(wu)，僅玉米中(zhong)心(xin)就開展了(le)近5萬份(fen)樣品的真(zhen)實(shi)性檢(jian)(jian)測，充分(fen)檢(jian)(jian)驗了(le)40個(ge)引(yin)(yin)物(wu)的有(you)效性。 SNP（單(dan)核苷酸多(duo)態性(xing)）技術是否就此取(qu)代(dai)了(le)SSR技術在DNA身(shen)份(fen)鑒定測試中的應用？ “實(shi)(shi)際上是推廣一(yi)代，研(yan)究一(yi)代。”趙(zhao)久(jiu)然說，每種(zhong)標(biao)(biao)記(ji)技(ji)術都(dou)在特定(ding)時期內對品(pin)種(zhong)檢測工作發(fa)揮一(yi)定(ding)作用，其中(zhong)SSR和SNP由于均為共顯性(xing)遺傳、染色體定(ding)位清楚、具有(you)高(gao)通量自動化的潛力而被UPOV的BMT分子測試指南推薦作為品(pin)種(zhong)鑒(jian)定(ding)和數據庫(ku)構建的優選標(biao)(biao)記(ji)。趙(zhao)久(jiu)然認為，兩(liang)種(zhong)標(biao)(biao)記(ji)技(ji)術均是比較適(shi)合(he)品(pin)種(zhong)指紋分析(xi)的標(biao)(biao)記(ji)，其中(zhong)SSR標(biao)(biao)記(ji)可以滿(man)足大部分樣品(pin)快速低成本的進行(xing)真實(shi)(shi)性(xing)檢測的要求，而SNP標(biao)(biao)記(ji)可以對其中(zhong)鑒(jian)別(bie)(bie)困難的派生品(pin)種(zhong)進行(xing)精細(xi)鑒(jian)別(bie)(bie)，兩(liang)種(zhong)標(biao)(biao)記(ji)技(ji)術各自具備優缺點(dian)，可優勢互補，未來將長(chang)期并存應(ying)用。 |
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盧洪 國務院2011年8號文件把種業定義為國家基礎性、戰略性核心產業，種業安全是我國糧食安全的重要保障。為了進一步激發種業科技創(chuang)新(xin)活力(li)，創(chuang)建公平競爭(zheng)的(de)(de)(de)市場環境(jing)，加強種(zhong)(zhong)質資源保(bao)護(hu)、品(pin)種(zhong)(zhong)權保(bao)護(hu)與管理，按照《國(guo)務院辦公廳(ting)關于深化種(zhong)(zhong)業體制(zhi)改革提高創(chuang)新(xin)能力(li)的(de)(de)(de)意見》的(de)(de)(de)要求，急需構建適應現代需求的(de)(de)(de)以玉米為代表的(de)(de)(de)農作物品(pin)種(zhong)(zhong)DNA身份鑒定體系。 同時(shi)，隨著現(xian)代(dai)分子生(sheng)物學的(de)不斷(duan)進步，尤(you)其是近年來(lai)基(ji)因(yin)組(zu)學的(de)發展，使利用基(ji)因(yin)組(zu)學的(de)研究成果進行玉米品種(zhong)(zhong)(zhong)管(guan)(guan)理(li)和種(zhong)(zhong)(zhong)子質量檢驗已經(jing)成為可(ke)能。另(ling)外(wai)，移動互聯、大數據引發的(de)產業變革，為品種(zhong)(zhong)(zhong)管(guan)(guan)理(li)向(xiang)田間表型身份(fen)鑒定與室內基(ji)因(yin)型身份(fen)鑒定相結合的(de)方向(xiang)發展提供了(le)有(you)力的(de)技術支(zhi)撐(cheng)。現(xian)代(dai)種(zhong)(zhong)(zhong)業的(de)發展對品種(zhong)(zhong)(zhong)管(guan)(guan)理(li)的(de)數字化、便捷化、智(zhi)能化提出了(le)更高的(de)要求，可(ke)以看(kan)出，構建(jian)(jian)以玉米為代(dai)表的(de)主要農作物品種(zhong)(zhong)(zhong)DNA身份(fen)鑒定體系構建(jian)(jian)具有(you)非常(chang)重要的(de)意義。 近(jin)20年(nian)來，以(yi)基因(yin)組學，高(gao)通量DNA測序技術和生物信息學為代(dai)表(biao)的現代(dai)生物技術科學獲得了突飛猛(meng)進的發展，這些(xie)技術為建(jian)設以(yi)SNP檢(jian)測為基礎(chu)的新(xin)(xin)一(yi)代(dai)DNA身份(fen)鑒定(ding)體系(xi)打下了堅(jian)實的基礎(chu)。因(yin)此，建(jian)設新(xin)(xin)一(yi)代(dai)玉米DNA身份(fen)鑒定(ding)體系(xi)從技術上已經完(wan)全成熟。 具(ju)體來講，新一代玉(yu)米DNA身份鑒(jian)定(ding)體系主要包括(kuo)針對3種(zhong)不同類型資源-品(pin)種(zhong)身份鑒(jian)定(ding)、育種(zhong)材(cai)料(liao)確(que)權(quan)、種(zhong)質資源評價分別建立SNP鑒(jian)定(ding)標準。具(ju)體工作包括(kuo)： 篩選(xuan)適用(yong)于品(pin)種(zhong)身份鑒(jian)定、育種(zhong)材料確權(quan)、種(zhong)質(zhi)資(zi)源評價(jia)的不同檢測目的的SNP位點(dian)組(zu)合(he)。根據解決品(pin)種(zhong)身份鑒(jian)定、育種(zhong)材料確權(quan)、種(zhong)質(zhi)資(zi)源評價(jia)3類不同鑒(jian)定內(nei)容，分別制定SNP位點(dian)篩選(xuan)原則、位點(dian)數目、位點(dian)組(zu)合(he)等。 制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)玉(yu)米品種(zhong)SNP身份鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)、育種(zhong)材料(liao)確權(quan)、種(zhong)質(zhi)資源(yuan)評價的(de)(de)檢(jian)測技(ji)術規范(fan)。借鑒(jian)(jian)國際做法，依托SNP技(ji)術，在DNA樣品制(zhi)(zhi)備(bei)、檢(jian)測平臺選擇、結果表述(shu)、判定(ding)(ding)閾(yu)值(zhi)等問題分別進行(xing)研究(jiu)，制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)適用于玉(yu)米品種(zhong)身份鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)、育種(zhong)材料(liao)確權(quan)、種(zhong)質(zhi)資源(yuan)評價3類(lei)不同目的(de)(de)的(de)(de)SNP分子標記檢(jian)測技(ji)術規范(fan)。 玉米品(pin)種(zhong)(zhong)DNA身份(fen)鑒定(ding)(ding)體系技(ji)(ji)術(shu)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)。由(you)全國農技(ji)(ji)中(zhong)心、農業部科(ke)技(ji)(ji)發展(zhan)中(zhong)心分(fen)別組(zu)織相關(guan)檢測機構、DUS測試中(zhong)心等(deng)單(dan)位對(dui)玉米DNA身份(fen)鑒定(ding)(ding)位點(dian)組(zu)合(he)和技(ji)(ji)術(shu)規范進(jin)行多實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室間驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)。技(ji)(ji)術(shu)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)方(fang)案：制定(ding)(ding)和分(fen)發統一的(de)技(ji)(ji)術(shu)操作規范、結(jie)果報告(gao)(gao)格式和驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)樣品(pin)，在不同實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室之間對(dui)利(li)用相同位點(dian)組(zu)合(he)構建SNP指紋數據(ju)的(de)一致性驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)，對(dui)品(pin)種(zhong)(zhong)鑒定(ding)(ding)結(jie)果的(de)一致性驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)。由(you)項目主持單(dan)位匯(hui)總(zong)提交(jiao)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)總(zong)結(jie)報告(gao)(gao)，全國農技(ji)(ji)中(zhong)心、科(ke)技(ji)(ji)發展(zhan)中(zhong)心對(dui)提交(jiao)的(de)報告(gao)(gao)進(jin)行比對(dui)、分(fen)析及驗(yan)(yan)(yan)收(shou)。 建立玉米(mi)品(pin)種(zhong)(zhong)DNA身(shen)份信息(xi)數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)及品(pin)種(zhong)(zhong)身(shen)份查詢平臺。依(yi)據(ju)(ju)制定的(de)技術(shu)(shu)規范，建立玉米(mi)品(pin)種(zhong)(zhong)DNA身(shen)份信息(xi)數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)包括育成品(pin)種(zhong)(zhong)、育種(zhong)(zhong)材料、種(zhong)(zhong)質(zhi)資(zi)源三(san)大類樣品(pin)的(de)DNA身(shen)份信息(xi)。玉米(mi)DNA指紋數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)構(gou)建需重點研究確定指紋質(zhi)量保證和數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)管理使用(yong)問題，同(tong)時解決不(bu)(bu)同(tong)分子標(biao)記(ji)技術(shu)(shu)、不(bu)(bu)同(tong)檢測技術(shu)(shu)（芯片(pian)技術(shu)(shu)、測序技術(shu)(shu)、熒光掃描技術(shu)(shu)、電泳技術(shu)(shu)等）數(shu)據(ju)(ju)采集、數(shu)據(ju)(ju)結構(gou)格式(shi)不(bu)(bu)同(tong)的(de)問題，實(shi)現數(shu)據(ju)(ju)可整合共(gong)享。 （作(zuo)者系中玉金標記北京生物技術股份有限公司總(zong)裁） |
SNP檢測可實(shi)現全程(cheng)自動化 張健 國以(yi)農為本，農以(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)為先。培(pei)育(yu)和(he)生產優良的種(zhong)(zhong)(zhong)子是種(zhong)(zhong)(zhong)業的核心任務(wu)，而我國目前的種(zhong)(zhong)(zhong)業市場存在品種(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)同質化嚴重(zhong)、套牌侵權泛濫、種(zhong)(zhong)(zhong)子質量良莠不(bu)齊等問(wen)(wen)題(ti)(ti)，育(yu)種(zhong)(zhong)(zhong)單位間(jian)的種(zhong)(zhong)(zhong)質資源(yuan)難(nan)以(yi)正常流(liu)動(dong)，但育(yu)種(zhong)(zhong)(zhong)材料(liao)流(liu)失(shi)依然嚴重(zhong)，這些問(wen)(wen)題(ti)(ti)嚴重(zhong)制約著我國現代(dai)種(zhong)(zhong)(zhong)業的發展。解(jie)決這些問(wen)(wen)題(ti)(ti)的根本在于對(dui)種(zhong)(zhong)(zhong)質資源(yuan)、育(yu)種(zhong)(zhong)(zhong)材料(liao)和(he)作(zuo)物品種(zhong)(zhong)(zhong)進行(xing)有效保(bao)護(hu)，從DNA水平上對(dui)農作(zuo)物品種(zhong)(zhong)(zhong)和(he)材料(liao)進行(xing)鑒定是實施(shi)品種(zhong)(zhong)(zhong)保(bao)護(hu)的基礎。 目前(qian)，SNP檢(jian)測作為(wei)最(zui)新的分子標(biao)記(ji)檢(jian)測方法，已被眾多國(guo)際(ji)組織，如國(guo)際(ji)種(zhong)子檢(jian)驗(yan)協(xie)會（ISTA）、國(guo)際(ji)植(zhi)物新品(pin)種(zhong)保護聯(lian)盟(meng)（UPOV）、國(guo)際(ji)種(zhong)子聯(lian)盟(meng)（ISF）等，推(tui)薦(jian)為(wei)DNA水平(ping)上品(pin)種(zhong)鑒定的方法。杜邦(bang)先鋒、孟山都和先正達等國(guo)際(ji)一流農業公司也都采(cai)用(yong)了(le)SNP標(biao)記(ji)對內部(bu)的育種(zhong)材料和不同品(pin)種(zhong)進(jin)行分類鑒定。農業部(bu)最(zui)近印發的《農作物品(pin)種(zhong)DNA身份(fen)鑒定體(ti)系構(gou)建實施方案》也標(biao)志著我國(guo)DNA水平(ping)上的品(pin)種(zhong)鑒定將實施采(cai)用(yong)SNP技術。 我們知道，不(bu)同(tong)(tong)人在(zai)基因水平上是有(you)很(hen)大差異(yi)的(de)(de)。同(tong)(tong)樣，同(tong)(tong)一(yi)(yi)(yi)作(zuo)物的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)品(pin)種(zhong)(zhong)在(zai)DNA水平上也有(you)很(hen)多差異(yi)，SNP是由單(dan)個核(he)(he)苷酸(suan)（A,T,C,G）的(de)(de)改變(bian)而引(yin)起(qi)的(de)(de)DNA序(xu)列的(de)(de)變(bian)化。例如在(zai)一(yi)(yi)(yi)個品(pin)種(zhong)(zhong)中某(mou)一(yi)(yi)(yi)位點(dian)上的(de)(de)核(he)(he)苷酸(suan)是A，但在(zai)另一(yi)(yi)(yi)品(pin)種(zhong)(zhong)中則變(bian)成了T，這種(zhong)(zhong)單(dan)核(he)(he)苷酸(suan)水平上的(de)(de)變(bian)化可(ke)以穩定遺傳，并能通(tong)過(guo)一(yi)(yi)(yi)定手段被準確檢測。品(pin)種(zhong)(zhong)之間也有(you)不(bu)少位點(dian)存在(zai)著(zhu)這樣的(de)(de)穩定差異(yi)，通(tong)過(guo)比較(jiao)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)SNP位點(dian)就可(ke)有(you)效區(qu)分不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)品(pin)種(zhong)(zhong)和育(yu)種(zhong)(zhong)材料。 目前常(chang)用的(de)SNP檢測方法有3種： 高通量SNP檢測。用PCR的方法特異擴增目標位點，在反應體系中加上能區分SNP型的熒光引物或探針，反應完成后通過檢測熒光信號就可以判斷該SNP位點上核苷酸類型。這種檢測方法已經非常成熟，全程可使用自動化技術，檢測過程無需人為干預，因而具有成本低、可重復性高、快速準確可靠等特點，非常適合對大量樣本的SNP檢測。華智水稻生物技術有限公司引進的LGCSNPLine系統(tong)和道格(ge)拉斯的ArrayTape系統(tong)即屬于該類，可迅速檢測幾百到(dao)幾萬份樣本中的SNP位點(dian)。 SNP芯(xin)(xin)片(pian)(pian)技(ji)術。將大量的(de)(de)SNP探針(zhen)固定(ding)在(zai)一張芯(xin)(xin)片(pian)(pian)上，將品(pin)種樣(yang)本(ben)DNA與芯(xin)(xin)片(pian)(pian)雜交，通過采集芯(xin)(xin)片(pian)(pian)上的(de)(de)熒(ying)光信號，可(ke)一次檢測該品(pin)種中(zhong)成千上萬個SNP位點。目前市(shi)面上已有Affymetrix和Illumina公司提(ti)供SNP芯(xin)(xin)片(pian)(pian)和相應設備。比較(jiao)而言(yan)，SNP芯(xin)(xin)片(pian)(pian)技(ji)術檢測一個樣(yang)本(ben)的(de)(de)成本(ben)較(jiao)高。 測(ce)(ce)序檢測(ce)(ce)。該(gai)方法通過對全基因組或目標(biao)位(wei)點擴增后進行測(ce)(ce)序，直接讀取相關位(wei)點的核苷(gan)酸堿(jian)基類型，從而可檢測(ce)(ce)出不同品種間的SNP位(wei)點差異(yi)。該(gai)方法能(neng)產生(sheng)大量的序列數據，可能(neng)發現一些未(wei)知的DNA變異(yi)，但(dan)需(xu)要(yao)專業的生(sheng)物信息分析，目前成本相對比較高，技術的成熟度也不如前兩種。 高(gao)通(tong)量SNP檢(jian)(jian)測方法對DNA樣本(ben)的(de)質量要(yao)求不(bu)高(gao)，可使用全自動(dong)設備提取的(de)DNA樣本(ben)，操(cao)(cao)作簡捷快(kuai)速。SNP檢(jian)(jian)測過程全程自動(dong)化操(cao)(cao)作，無(wu)需開蓋操(cao)(cao)作，不(bu)僅結果(guo)準(zhun)確(que)，重復性高(gao)，還能(neng)降低人工和試劑的(de)成(cheng)本(ben)，其功能(neng)類似于(yu)識別品種身份的(de)“讀卡器”。 （作者系華智水(shui)稻(dao)生物技(ji)術(shu)有(you)限公司總經理(li)） |
