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74 人阅读发布时间:2025-11-14 09:45
大豆(学名:Glycine max)作为豆科作物中的核心品类,凭借种子中丰富的蛋白质与脂肪含量,成为全球公认的 “粮油饲三位一体” 资源,既为人类提供优质植物蛋白与食用油,也是畜禽养殖的关键饲料原料,在保障民生供给中发挥不可替代的作用。
从我国战略层面来看,大豆更是进口量最大的农产品,其供应安全直接关系国家粮食安全、畜牧业稳定发展与食品加工行业的产业链韧性。据统计,2021 年我国大豆产量仅 1640 万吨,而进口量高达 9651.8 万吨,占全球大豆贸易总量的 75%—— 这一悬殊数据,凸显出我国大豆自给能力与需求间的突出矛盾。在此背景下,分子育种技术的突破为破解困境提供了关键路径。
由山东农业大学与北京诺禾致源科技股份有限公司联合研发的大豆60K液相芯片(NGP-GM60KPanel),正是为实现这一目标而生的核心工具。其研发数据源自对 559 份大豆种质材料的深度重测序,涵盖 231 份栽培品种、207 份地方品种、121 份野生品种,同时包含农家种、育成品种及育种中间材料等多元化类型,全方位覆盖大豆遗传谱系,为芯片的遗传多样性检测能力奠定了坚实的数据基础,也为后续大豆分子育种研究提供了精准的技术支撑。

大豆 60K 液相芯片(NGP-GM60K Panel)精准覆盖大豆育种核心需求维度:在产量与品质维度,聚焦直接影响生产效益的百粒重、油分含量等;在抗逆与适应性维度,涵盖保障大豆在逆境中稳定生长的抗胞囊线虫性、耐盐性等;在生育期调控维度,关联开花期等决定品种区域适配性的关键性状;在生物胁迫防御维度,则纳入抗蚜虫性等。这些性状的全面覆盖,为大豆定向育种提供精准的分子标记支撑,助力攻克产量、品质、抗逆等核心育种难题。

图1 大豆60K 液相芯片位点检出率

图2 大豆60K 液相芯片位点分型一致率
NGP-GM60KPanel数据表现

图3 SNP位点分布密度图

图4 MAF分布图

图5 SNP注释结果统计图
依托诺禾致源自主研发的 “区域感知算法”,深度整合四大关键参数:目标区域 GC 含量动态平衡、重复序列精准屏蔽、二级结构提前预测、杂交效率定量优化。实测数据显示,该算法将探针覆盖度提升至99.2% ,信号均一性指数(HI)达0.92 ,明显高于行业平均水平(覆盖度 97.5%、HI=0.85),从源头保障了基因分型的准确性与稳定性,为后续遗传分析提供高质量数据基础。
为进一步提升基因组选择(GS)模型的预测效能与适用性,除采用经典统计模型(最佳线性无偏估计、贝叶斯系列算法)的基础上,创新性引入机器学习与深度学习算法框架,并构建多组学数据融合分析平台,实现表型组、基因组、转录组、代谢组等多组学数据的协同建模。该优化策略显著扩展了模型的非线性拟合能力与特征解析维度,为复杂性状预测提供多维解决方案。

图6 部分全基因组辅助选择育种分析模型
大豆60K液相芯片(NGP-GM60KPanel)应用方向:
遗传多样性分析
高密度遗传图谱构建
QTL定位
全基因组关联分析(GWAS)
品种鉴定与纯度检测
分子标记辅助选择(MAS)
全基因组选择育种(GS)
亲本选配与杂种优势群划分
研究团队介绍
山东农业大学张大健教授研究团队长期致力于大豆功能基因组学与分子育种研究,在大豆基因组解析与耐盐碱育种方面取得了系列重要成果。该团队首次构建了多年生野生大豆的高精度基因组图谱,填补了大豆属泛基因组的空白,并发现栽培大豆在驯化过程中丢失了约70%的基因位点,为大豆育种提供了宝贵的遗传资源基础。基于所挖掘的重要基因,团队利用分子标记辅助育种技术,成功培育出“山豆2号”等高产、高油且耐盐碱的大豆新品种,在区域试验中表现优异,为盐碱地的开发利用提供了新材料。张大健教授作为山东省大豆产业技术体系首席专家,曾荣获第四届“王连铮大豆青年科技奖”等荣誉。
诺禾致源育种业务
诺禾致源育种业务部致力于提供分子育种全流程解决方案,为智能化育种提供新思路,为育种家们提供先进的分子育种辅助服务。业务主要涵盖:灵活基因标记检测服务、基因标记辅助育种选择、性状关联及核心标记开发、大数据管理及智能化育种应用、基因编辑与遗传转化。我们已成功服务国内多家科研院所和育种企业,涉及畜禽、水产、大田作物及园艺作物等领域,并成功开发了数十款用于育种工作的液相芯片,显著提升了检测效率且大幅降低了检测费用。自主搭建的诺禾智种平台,依托于AI技术和大模型算法,实现了从样本接收到基因分型的全流程自主操作,全流程效率提升3倍以上,以其卓越的性能和创新的设计为全球育种家提供基因分型解决方案。