在天豫兴禾1200平米的分子实验室内,科研人员从恒温培养箱中取出一个平板,平板上密布着数十个到数百个不等的抗性菌落,它们在含有高浓度除草剂的培养基上生长,昭示着一次成功的基因进化筛选。这便是公司独创的“基因超进化”技术,一项打破自然进化局限、为现代种业智造核心“芯片”的颠覆性成果。
从“大海捞针”到“精准筛选”
与传统育种依赖自然界零星发生的基因突变、需要投入大量土地与时间进行表型筛选不同,基因超进化技术将目标基因从农作物中提取出来,在实验室内通过多种分子手段,对其造成大规模随机突变,从而在极短时间内构建出包含数百万乃至上亿个突变体的基因文库。随后,科研人员通过在含有特定除草剂的选择培养基上施加定向筛选压力,可快速、精准地捕获具有目标抗性性状的突变基因。
“一管PCR、一个平板、几天时间,就能完成自然界可能需要数百年才能实现的进化过程”,这正是基因超进化的核心魅力——它让基因的“优胜劣汰”从田间地头转移到了实验台面,让种业“芯片”的研发从“大海捞针”变成了“精准筛选”,为农作物抗除草剂、抗病、耐逆等优异性状的快速创制提供了前所未有的技术动能。
打破国外垄断的“中国芯”
凭借这一技术,天豫兴禾在基因超进化领域取得了多项里程碑式的突破。在核心产品研发层面,公司已成功筛选获得具完全自主知识产权的高抗草甘膦基因,其抗性水平高于全球广泛商业化使用的CP4基因。在10倍田间推荐剂量的草甘膦喷施压力下,导入该基因的水稻材料仍能保持正常生长,其表现出的极强杂草防控耐受性为后续抗除草剂作物的产业化推广奠定了坚实的技术基础。
在知识产权与资质认定层面,截至目前,天豫兴禾已累计获得国内外授权专利28项,构建起覆盖基因超进化方法、筛选体系、关键功能域及抗性突变基因序列等多维度的专利保护壁垒。2024年底,公司申报的“基因超进化生物育种创新应用实验室”成功入选成都市2024年度创新应用实验室名单,实现了邛崃市在该领域“零”的突破,标志着公司创新能力和技术实力获得官方权威认可。
为种业振兴注入新动能
依托“基因超进化”、“自优育种”和“细胞进化”三大核心技术体系,天豫兴禾已构建起覆盖主要农作物的定向性状改良技术平台,可对水稻、玉米、大豆、小麦、油菜等各类农作物开展抗除草剂等优异性状的精准育种服务,为企业及种业提供从基因发掘到品种改良的一站式技术解决方案。
在产业化应用层面,最具代表性的抗草甘膦水稻性状产品已取得显著进展。该产品采用天豫兴禾自主筛选获得的超高抗性EPSPS突变基因,通过自优育种技术导入水稻水稻材料,再采取回交转育技术将抗草甘膦性状导入多个优良品种。目前天豫兴禾已与国内多家种业公司建立深度战略合作关系,成功将抗草甘膦性状导入多个水稻优良品种,覆盖籼稻、粳稻两大亚种类型,适应不同生态区的种植需求。
田间试验数据显示,上述合作的水稻材料能在10倍田间推荐剂量的草甘膦喷施处理下保持正常的生长发育,茎叶生长与未施药对照无明显差异,表现出极强的除草剂耐受性。这一抗性水平远超目前市场上同类产品,为水稻生产中的杂草防控提供了更为宽泛的安全窗口,有效解决了传统抗性品种在遭遇极端施药条件下可能出现的药害风险。
基因超进化,让育种从“大海捞针”走向“精准筛选”。天豫兴禾以自主创制的种业“中国芯”,打破国外技术垄断,持续为作物育种注入源头创新动能。面向未来,我们将深耕基因超进化技术体系,拓展更多作物与性状应用,携手种业伙伴筑牢粮食安全科技屏障,以中国基因、中国种子端稳中国饭碗,守护大国粮仓。
(供稿:研发部向江琳)