極智生物推動基因檢測技術應用 數字育種顯身手

位於青島高新區的山東極智生物科技有限公司實驗室內，技術人員用超薄切片機處理一片植物根尖樣本，肉眼難辨的根尖組織截面圖在顯示屏上呈現層層疊疊的彩色網格，像一幅抽象派油畫。

“這是空間條形碼芯片，每一個點對應組織的一個座標點，用來檢測基因在染色體上的空間位置和信息。切片後，RNA（核糖核酸）會帶着‘地址標籤’進入測序儀，還原出基因表達在空間上的‘熱力圖’。”極智生物技術員潘宏偉告訴記者，這種時空轉錄組切片技術處於行業領先水平。

作爲基因檢測領域的高新技術企業，極智生物主要從事數字育種CRO（合同研發組織）服務及高產優質+耐逆+抗病小麥新品種創制研發。“公司基於自主搭建的功能基因位點數據庫、先進的基因檢測技術平臺、AI驅動的精準育種預測算法以及快速繁育平臺，爲科研機構和種企提供‘基因型體檢—最優親本組配—快速純合—GS（全基因組選擇育種）品種早期選擇’的精準育種解決方案，助力育種企業縮短育種週期、降低育種成本、提高育種效率。”極智生物總經理徐鳳鳳介紹。

瞄準行業難題，極智生物持續開展技術攻關。“以時空轉錄組切片技術爲例，樣本處理環節困難重重。”潘宏偉說，植物組織的結構複雜，不同細胞類型和組織層次緊密相連，在切片過程中極易造成組織變形、RNA降解等問題，嚴重影響後續基因表達信息的準確獲取。爲此，技術團隊進行了上百次實驗，嘗試多種切片方法和樣本固定液配方，最終找到一種能夠最大程度保持組織形態完整、減少RNA降解的處理方案。

時空轉錄組切片技術的成功應用，使科研人員能夠深入瞭解植物基因在不同組織和發育階段的表達模式。“例如，在研究小麥應對乾旱脅迫時，通過該技術可以精準定位到哪些基因在根部的特定區域表達上調或下調，從而爲培育耐旱小麥品種提供理論依據。”潘宏偉說。

數據處理和分析也是極智生物重點研發的方向。“海量的基因數據如同雜亂無章的信息海洋，如何從中快速準確地篩選出與育種相關的關鍵信息，以及如何將基因數據與傳統育種表型數據有效整合，都是需要破解的難題。”潘宏偉說。

爲此，極智生物組建了一支包括生物信息學專家、數據科學家和育種專家在內的跨學科團隊，自主開發了一套數據預處理和分析流程，利用先進的數據挖掘算法和機器學習技術，能夠高效地從海量基因數據中提取關鍵信息，並將其與表型數據進行深度融合。

在不斷實踐中，極智生物逐步完善基因檢測技術平臺和AI育種預測算法，推動育種過程更加精準化和智能化。“根據基因檢測結果，企業對育種材料進行精準篩選，避免了傳統育種中大量的盲目試錯過程。以前，培育一個新品種可能需要8年至10年，現在藉助新技術，育種週期可以縮短至3年至5年，育種成本降低約30%至50%。”徐鳳鳳說。

種子是農業的“芯片”，技術研發能力是核心競爭力。“我們努力通過整合各方面資源，建立一個全鏈條系統化工程化的育種系統。”徐鳳鳳說，公司將積極推進高產優質+耐逆+抗病的小麥突破性新品種創制工作以及優良底盤品種的快速定向改良工作，力爭通過2年至3年的時間，完成多個優良基因聚合的小麥品種培育。（經濟日報記者 劉 成）