助力提升育种效率!这些“黑科技”是真牛
时间:2022-09-06 10:51:38

8月26日,“2022全国农业高新技术成果交易活动”圆满闭幕,在现代种业路演专场,影子基因首席科学家、华中农业大学教授李新云进行了专题分享。

 

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李新云教授

 

可提供10K-400K任意规格的个性化芯片开发,拥有全流程国产化的液相基因芯片技术平台,拥有自主基因组选种选配平台HiBLUP......会上,李新云介绍了影子基因这些“黑科技”。

 

01
 功能位点基因芯片设计、制备、检测

 

“基因芯片本质上是为了获取有育种价值的基因组信息。为了提高基因组中育种信息的挖掘效率,我们需要对芯片进行不断优化。”李新云表示。

 

理想的基因芯片是芯片位点正好为所研究表型全部QTN位点的芯片,但在现实情况里,设计出这样一款理想芯片是很难的。目前常规的分子标记位点基因芯片,每个位点携带的有效育种信息量很少,影子基因则综合利用了功能基因组研究最新成果,选取直接调控基因表达、蛋白质活性的功能突变,设计了全新一代功能位点基因芯片,它每个位点携带的有效育种信息含量更高,能有效提高育种效率。

 

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基因芯片关系图(假设所研究表型受1000个QTN控制)

 

影子基因具备完整的基因芯片设计、制备、检测的能力,能为客户提供10K-400K任意规格的个性化芯片开发服务。

 

客户案例-天鹏香芯
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“天鹏香芯”是由中国农业科学院农业基因组研究所李奎教授团队设计,影子基因制备、测试的一款猪70K功能位点基因芯片,影子基因在进行芯片制备时,对每个位点探针进行了精心设计,采用了人工智能策略优化了探针特异性,显著提高了探针捕获效率。测试结果表明:“天鹏香芯”位点分型准确性和检出率都超过了99%

 

详情阅读《项目案例:天鹏香芯——猪70K功能位点基因芯片》

 

 

02
 自主液相基因芯片技术

 

液相基因芯片技术是指对基因组中特定的遗传变异进行捕获测序、高通量分型的技术。影子基因自主研发了基于CRISPR/Cas系统的液相基因芯片技术,能够对SNP、CNV、InDel等多种遗传变异进行检测,该方法捕获效率比核酸杂交捕获方法更高。其原理如下图:

 

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03
 国内自主基因组育种信息平台HIBLUP

 

“现在动物育种都是基于BLUP框架,在计算育种值的时候都需要依赖FSPAK算法专利(美国),而在基因组时代,FSPAK也面临着大型基因组亲缘关系矩阵求逆困难等问题,难以快速处理基因组育种大数据。”谈及现有工具存在的问题,李新云教授这样介绍道。

 

影子基因拥有自主的HiBLUP(天权)育种大数据计算平台,该平台采用全新的计算策略,彻底摆脱了对国外育种计算专利的依赖,并具有快速处理百万级群体、千万级标记育种大数据的能力,功能涵盖基因组选种和基因组选配所需的全部计算。

 

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HIBULP界面

 

通过算法创新、并行计算、硬件加速等策略提升计算效率,HiBLUP在计算资源远远低于国外同类软件情况下,运算速度可达到同类软件的十倍以上,目前HIBLUP科研版已被全球56个国家和地区使用。

 

 
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以技术立足,以专业立身。影子基因还将钻研基因组育种领域,努力实现更多技术的国有自主化,欢迎各位老师同学垂询相关业务。

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