過去十年里，基因測序技術(shù)的發(fā)展極大地惠及了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全。借助測序技術(shù)，科學家不僅能夠更深入地了解作物性狀，而且還能根據(jù)遺傳信息培育出具有高產(chǎn)耐旱等優(yōu)良特性的品種。來自莫道克大學未來食品研究院的Rajeev Varshney教授與華大智造多年來通過基因測序技術(shù)共同開創(chuàng)局面，不僅使人們更好地了解作物性征，加速現(xiàn)有育種計劃，促進農(nóng)業(yè)發(fā)展，并為全球可持續(xù)糧食系統(tǒng)做出貢獻。
英國皇家學會院士、莫道克大學Rajeev Varshney教授自成立以來，華大智造一直與英國皇家學會院士、西澳大利亞莫道克大學未來食品研究院作物與食品創(chuàng)新中心主任Rajeev Varshney教授保持深入合作關(guān)系。Varshney教授是全球農(nóng)業(yè)基因組學領軍人物之一，在基因組和遺傳多樣性、分子育種、種子系統(tǒng)及產(chǎn)能提升等研究領域具有顯著影響力。他曾在印度國際半干旱地區(qū)熱帶作物研究所（ICRISAT）工作，致力于為亞非主要孤生熱帶作物建立基因組資源和遺傳分析體系，從那時起，他就接觸到DNBSEQ?測序技術(shù)，多年來與華大智造的合作也在不斷加深。截至目前，Varshney教授與華大智造已合作發(fā)表超過17篇論文，其中7篇發(fā)表在《自然》等CNS期刊。木豆是眾多發(fā)展中國家的重要糧食作物。2011年，Varshney教授在ICRISAT工作期間牽頭對木豆進行基因組測序，并發(fā)布了該作物的參考基因組，其研究成果被廣泛用于遺傳學和生物學研究。鷹嘴豆作為蛋白質(zhì)的重要來源，產(chǎn)量在全球豆類中位列第三。但是在過去的五年里，全球豆類作物產(chǎn)量停滯不前，發(fā)展中國家人民營養(yǎng)不良程度增高，極端天氣例如干旱和高溫導致全球鷹嘴豆產(chǎn)量銳減70%。2021年，Varshney教授帶領團隊對3366個鷹嘴豆基因型進行了大規(guī)模測序，繪制了鷹嘴豆遺傳變異的完整圖譜。Varshney教授介紹，該圖譜有助于遺傳差異識別、遺傳進化分析和候選基因的預測，科研人員在孤生豆科作物中獲取了高質(zhì)量的基因組資源，將有利于識別與耐旱性相關(guān)的基因。這些基因被用于在印度、埃塞俄比亞、肯尼亞和坦桑尼亞培育優(yōu)良品系，通過對這些品系的多地點測試，改良后的10多個耐旱和抗蟲病品種已在多個發(fā)展中國家注冊上市。
值得一提的是，這兩年，Varshney教授繼續(xù)深化研究，基于華大智造獨有的DNBSEQ?測序技術(shù)及其低錯誤率、低重復率、低標簽跳躍率的優(yōu)勢，開始對10225個鷹嘴豆基因型進行測序。去年，Varshney教授在莫道克大學使用華大智造超高通量基因測序儀DNBSEQ-T7，又新增了26個個體的stLFR (single tube Long Fragment Read) 數(shù)據(jù)，用于基因組組裝和泛基因組構(gòu)建，數(shù)據(jù)產(chǎn)出高效準確，為研究提供了可靠的依據(jù)。
對于許多發(fā)展中國家來說，以較低的成本獲得優(yōu)質(zhì)的測序數(shù)據(jù)進行作物改良的能力對于解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力下降的許多因素至關(guān)重要。在這方面，華大智造經(jīng)濟高效的測序技術(shù)正在幫助客戶與合作伙伴增進對農(nóng)業(yè)基因組學的理解，開發(fā)重要糧食作物的寶貴基因組資源，消除世界饑餓。
園藝業(yè)是澳大利亞第三大農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。作為園藝作物的主要出口國，澳大利亞一直在支持抗病耐旱作物的生產(chǎn)與種植，提升農(nóng)業(yè)種植者的盈利能力和生計水平，力爭在全球保有行業(yè)競爭力。當?shù)貓@藝作物種植者也在注重學習調(diào)整種植技術(shù)，力求以低成本高效率提高作物產(chǎn)量。然而由于高昂的測序成本限制，一些果樹園藝作物如香蕉、菠蘿、木瓜、釋迦果和百香果，要么缺乏基本的基因組數(shù)據(jù)，要么沒有被列入育種計劃，其品種和產(chǎn)量改進存在挑戰(zhàn)，而成本一直是將基因組學廣泛應用于這類作物改良中的主要障礙。基于華大智造的DNBSEQ?高通量測序平臺、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)出和高效一體化工作流程將有望改變這一現(xiàn)狀，充分釋放農(nóng)業(yè)基因組學的潛力。今年，華大智造與Varshney教授的合作開啟了新高度。在他的牽頭實施下，莫道克大學西澳農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中心 (SABC) 正在建立先進基因組學平臺（Advanced Genomics Platform），以進一步研究作物基因組學。該計劃目標是研究植物細胞中的遺傳物質(zhì)，以提高香蕉、菠蘿、木瓜、釋迦果和百香果五種水果的品質(zhì)和抗逆性。項目研究所得的基因數(shù)據(jù)和信息將通過公共數(shù)據(jù)庫提供給育種者和種植者，使他們能夠更快地了解作物相關(guān)性征，并最終實現(xiàn)在更短的時間內(nèi)開發(fā)出更高產(chǎn)的品種，使種植者受益。該平臺之后將可用于其他大田和園藝作物改良計劃。
華大智造MGISP-960高通量自動化樣本制備系統(tǒng)、DNBSEQ-T7超高通量基因測序儀和ZTRON基因數(shù)據(jù)一體機組成的一站式工作流程正式入駐莫道克大學實驗室，為先進基因組學平臺的搭建提供智能平臺支撐。Varshney 教授表示，DNBSEQ-T7靈活高效和超高通量等優(yōu)勢（每天高達7TB）將在這項研究中發(fā)揮重要作用。借助DNBSEQ?測序平臺更深入、快速和更準確的測序工作流程，他們將對這五種作物進行全基因組測序數(shù)據(jù)組裝和種質(zhì)資源全基因組測序。他和團隊期望未來可以以更低成本分析更多的樣本數(shù)量，發(fā)掘更多研究可能性。Varshney 教授說：“在與華大智造的持續(xù)合作中，我見證了華大智造測序技術(shù)的不斷發(fā)展。利用華大智造核心DNBSEQ?測序技術(shù)，我們可以在相對較短的時間內(nèi)以較低的成本對成千上萬個基因組進行測序。華大智造的超高通量基因測序儀和自動化設備在加速基礎科學以及基因組學的實際應用，改善發(fā)達國家和發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮著關(guān)鍵作用。華大智造不僅僅是基因測序設備提供商，更是賦能科學家推動科學發(fā)展的重要合作伙伴?！?/strong>展望未來，華大智造將繼續(xù)助力Varshney教授及其團隊在莫道克大學培育優(yōu)質(zhì)、安全和可持續(xù)的農(nóng)作物產(chǎn)品，利用前沿、創(chuàng)新的生命科學核心工具提高澳大利亞農(nóng)業(yè)，如大田和園藝作物的全球競爭力。放眼全球，作為生命科學創(chuàng)新領域值得信賴的合作伙伴，華大智造也將持續(xù)推動農(nóng)業(yè)基因組學研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，幫助各地種植者克服挑戰(zhàn)，提高重要作物的性能和價值，增強全球糧食安全保障能力。
編輯：周敏
