四川在线记者 张彧希/文 韦维 摄影

一个小小的试管内，装着几毫升无色透明液体，咋一看没什么特别，“这是干啥用的？”

“这就是‘天府稻芯一号’，是一款基于靶向测序技术的水稻育种液相芯片，可以为水稻做基因检测。”省农科院生核所副研究员胡彬华告诉记者。

一滴水就能一次性检测水稻50余个关键育种功能基因位点，从而将水稻整体育种周期缩短1/3以上，这是怎么做到的？7月13日，“万千气象看四川”采访团走进省农科院生物技术核技术研究所，一探“川派高招”带来的水稻育种“芯”体验。

天府稻芯一号。

育种周期缩短1/3以上

“这滴水里，集成了5000个丰富的水稻种质资源多态性标记，涵盖50余个调控重要农艺性状的功能基因标记及单倍型标记。”怕记者听不懂，胡彬华打了个比方：它就好比一张“基因渔网”，上面的5000多个遗传标记信息（位点），就像是5000多个鱼饵，每个鱼饵都只能钓起特异性的鱼，也就是功能基因。

“从水稻叶片上采集到的DNA样本，放入这个试管中。”胡彬华一边说，一边将试管放入一台高通量自动分析仪中，不一会儿，一旁的电脑屏幕上就显示出不同颜色的圆点。“颜色的不同，就代表不同的基因特性。”

功能基因决定了水稻的性状，比如抗病性、米质、高产等，聚合越多的功能基因，通常意味着水稻材料越优异。水稻育种者们一代又一代的努力，就是为了把更多的优异功能基因叠加到目标材料上。

然而，水稻基因看不见摸不着，如果仅仅依靠人工筛选育种，过程堪比“开盲盒”。为了找到那个集所有优良基因于一身的“天选之籽”，育种者甚至需要种植成千上万株后代，进行肉眼观察和田间筛选。这个过程繁琐且艰巨，育种者们除了要有敏锐的观察力，往往还要叠加一些运气才能收获心仪的目标材料。

“有了‘天府稻芯一号’，就能精准判断出单株水稻具有哪些特性，把好的特性筛选出来，把肉眼看不到的畸形剔除掉，从而大大提高育种的效率和精准度。”省农科院生物技术核技术研究所党委委员、副所长王平说。

那么，育种效率能提高多少呢？

在自然环境下，水稻从播种、生长、抽穗、扬花到成熟收获，需要一个完整的生长季节。在四川，一年通常只能种植1代，在海南等热带地区进行“南繁加代”，一年最多也只能种植2至3代。

“依托芯片提前在实验室完成基因筛查，提前淘汰无效单株，整体育种周期缩短1/3以上，大幅减少田间种植工作量。”王平说。

天府稻芯一号。

为四川量身打造

更值得期待的是，“天府稻芯一号”是为四川量身打造的“高端定制品”。王平说，在研发之初，团队就锚定区域需求，根据四川盆地气候、病虫害特点定制标记位点，解决通用性芯片适配性差、本土种质挖掘不充分问题，构建四川水稻分子设计育种体系。

“目前明确的具有育种应用价值的水稻功能基因超过300个，分布在水稻基因组的不同位置。并不是所有的优异功能基因都适合四川水稻品种。”胡彬华透露，团队在稻芯上加入了来自四川育种材料的特异性位点，能一次性检测水稻产量、品质、稻瘟病抗性、白叶枯病抗性、稻飞虱抗性、株型和抽穗期等10余个育种关键性状，这些都是四川水稻需要集合的性状。

目前该稻芯已经在科研院所和种业企业中逐步运用。“目前已经用稻芯分析了上千份水稻材料，其中一半来自四川。”胡彬华说。

如今，在巴中市南江县红光镇玉堂村长赤翡翠米富硒稻种植基地里，青绿秧苗随着田块正层层铺展。这个新品种正是该团队运用稻芯选育出来的。“它们在抗病性、适口性、产量上都有了重大突破，是专门为南江长赤翡翠米选育的新品种。”王平表示。

天府稻芯一号。

南江长赤翡翠米因米色及粥色微绿似翡翠而得名，口感Q弹软糯，饭香浓郁、回甘，是国家地理标志产品。随着近年来其品质稳定性逐年下降，亟需换“芯”。

“在短短时间内实现‘换芯’，用传统育种手段根本无法实现。”王平说，正是依托“天府稻芯一号”，才能在3年筛选3000多份材料，成功选育出具有自主知识产权的“翡翠米1号”。

创新水稻分子育种技术体系，四川正走得更远。“依托四川省农作物分子育种平台，不断完善基因芯片功能标记位点的迭代升级，利用基因芯片+KASP分子标记辅助选择，构建基因型—表型—环境多数据融合的智慧育种体系，筑牢‘天府粮仓’水稻种源自主可控根基。”王平说。