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湘湖实验室牵头成功研发罗氏沼虾100K cGPS高精度液相育种基因芯片。
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让“外来”鱼虾用上“中国芯”。
湘湖实验室生物种业研究院实验室里研究人员正在做实验。
一粒种子，承载着收获的希望，更预示着未来的丰饶。
盛夏时节，之江大地生机勃勃。湘湖实验室的科研团队，带着他们最新的研究成果走出实验室，来到试验田里，一边种植各种新开发的作物品种，一边利用高科技手段监测土壤湿度、作物生长状态……通过深入实践，农业领域的科研创新不仅在实验室中“开花”，更在广阔的田野上结出了丰硕的“果实”。
“作为浙江省唯一一家农业领域的省实验室，我们一直致力于突破解决生物育种和生态高效农业的关键核心技术，并坚持原始创新和成果转化‘两手抓’，加快打造原创性引领性的标志性成果。”湘湖实验室常务副主任杨华介绍。
在21世纪的农业版图上，以湘湖实验室等为代表的农业实验室作为科技创新的前沿阵地，正以前所未有的活力引领着一场深刻的农业变革，为农业新质生产力的培育和发展提供助力。
【机构名片】
湘湖实验室是浙江省农业科学院与萧山区政府共同举办的新型研发机构。实验室重点布局“生物育种”和“生态高效农业”两大研究方向，整合一批农业科研创新资源，着力破解一批农业领域“卡脖子”关键核心技术。
探索基因育种技术，让“外来”鱼虾用上“中国芯”
在湘湖实验室生物育种实验室里，靠窗的桌面上，整齐摆放着一排养殖箱。最吸引人的，要数两个玻璃鱼缸。几只红螯螯虾，正穿梭在精心布置的水草间，悠闲地挥舞着红色的钳子。在日光灯的照耀下，散发着神秘气息。
种子是农业的“芯片”，苗种是水产养殖的“芯片”。数据显示，我国是世界唯一水产品养殖产量超过捕捞产量的国家。全世界每5条鱼中有3条以上由中国人养殖，在为中国消费者提供1/3以上动物蛋白的同时，对保障国家粮食安全起着重要作用。
“传统育种方法的遗传改良存在着选育周期长、选育成本高和选择准确性低等问题，特别是对于繁殖力等低遗传特殊性状，育成新品种更困难。”在淡水水产种质资源创制团队负责人顾志敏看来，如果不开发新一代育种技术，仅靠捕捞野生资源或用未选育种来人工养殖，既满足不了大众的消费需求，也会对天然资源产生极大影响。
应用基因组育种等现代生物育种技术改良提升红螯螯虾繁殖育苗能力，是一条有效的技术途径，也是扩大苗种供应的根本路径。
首先，是基因测序，了解鳌虾的基因图谱，好比先绘制一张地图；然后，是功能基因挖掘，在基因“地图”中，定位到某类功能基因；接下来，根据育种目标，利用全基因组选择或基因编辑技术，把这类基因快速富集或“剪辑”到鳌虾中，就像修改文章，删减或加入相关的基因片段，改良品种。
“像这类从澳大利亚引进的红螯螯虾，是目前世界上最大的淡水养殖鳌虾类，但引入中国后有水土不服的问题。”顾志敏团队要做的，就是研究耐低温、抗病性等基因性状，帮助企业扩大养殖规模、降低养殖成本、提升经济效益。
“罗氏沼虾有30多亿碱基对，鳜鱼有7亿多碱基对。”作为世界前沿技术，基因育种的背后，是数以亿计的数据和计算量，因此，开发低成本、高精度的基因芯片是全基因组育种、基因编辑的重要关键节点。
过去一年多，顾志敏带领团队研发出了罗氏沼虾、红鳌鳌虾两种液相基因芯片，这在全球范围内都属首次。
在实验室，我们看见了几管浓缩在5毫升左右液体里的两款芯片。从外表看，没有颜色，和普通的水并无差异。
“育种芯片是分子和智能育种的关键共性技术之一，以前长期被国外的固相育种芯片垄断。”顾志敏拿起一管芯片介绍，液相芯片和固相芯片不同，把原本需要固定在硅基上的基因“探针”，溶解到液体介质中，通过探针捕获育种材料中的不同基因组区域，从而实现育种材料的基因（型）鉴定。
耐低温的、不耐低温的；抗病的、易感病的……以液相芯片为基础，团队还通过建立数据模型，进行基因检测分析，这些过去在传统育种中难以观察的基因，如今可以直接呈现在电脑屏幕上，一目了然。
“借助液相基因芯片，水产新品种培育时间能缩短一半，效率提升40%以上。”目前，已有3家企业在繁育顾志敏团队培育的“新物种”，他相信，明年的繁育和养殖的产量还能扩大两倍。
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