近年來,種子市場中侵權現(xiàn)象多發(fā),主要糧食作物品種同質化問題明顯,影響育種原始創(chuàng)新。自2022年3月1日起,我國正式施行新修訂的《中華人民共和國種子法》(以下簡稱“新《種子法》”),建立實質性派生品種制度,擴大品種保護權的范圍,為我國種業(yè)科技自強自立、種源自主可控提供堅實的法治保障。
由江漢大學生物基因檢測鑒定中心負責人、農業(yè)農村部植物新品種測試中心實驗室主任彭海教授及其團隊基于國產(chǎn)平臺華大智造測序儀所研發(fā)的《GB/T 38551-2020植物品種鑒定MNP標記法》(以下簡稱“MNP標記法”),是我國首個包括實質性派生品種判定的國家標準,將在新《種子法》中的植物品種知識產(chǎn)權保護中發(fā)揮巨大作用。
01 推動中國種業(yè)原始創(chuàng)新,用中國技術為中國種子辦“身份證”
從2020年開始,關于解決中國種源和育種技術“卡脖子”的呼聲很高,彭海教授介紹道,“中國種業(yè)卡脖子的現(xiàn)象突出,其中一個重要體現(xiàn)就是種業(yè)的原始創(chuàng)新能力不足,主要表現(xiàn)在我們國家對于國際種業(yè)市場的占比較低,也是在這種情況下,國家提出要加強種業(yè)原始創(chuàng)新。彼時對原始創(chuàng)新的產(chǎn)品進行鑒定、判斷的技術尚不完善,因此我們(江漢大學和農業(yè)農村部科技發(fā)展中心)十年前開始研發(fā)MNP標記法,主要目的就是為種業(yè)原始創(chuàng)新的產(chǎn)品的判定做技術支撐?!?/span>
圖1. GB/T 38551-2020 植物品種鑒定 MNP標記法
《GB/T 38551-2020 植物品種鑒定MNP標記法》是第一個涵蓋多種植物品種DNA鑒定的國家標準,也是目前唯一支撐實質性派生品種鑒定的國家標準。彭海教授說道:“新《種子法》中最大的一個亮點就是實質性派生品種的鑒定,它需要大量對基因的標記位點進行鑒定,MNP標記法就是利用了高通量測序的這個優(yōu)勢,來實現(xiàn)實質性派生品種的鑒定。”
新《種子法》要在全社會實施,去保障種業(yè)企業(yè)的權利,需要快速準確地鑒定種子的知識產(chǎn)權歸屬。MNP標記法能從分子水平上,對原種子與對照種子進行檢測,快速無誤確定其身份。在品種真實性鑒定中,檢測的標記位點越多,鑒定結果就越精準。MNP技術一次性可檢測多達317到1042個標記,每個標記準確率高達99.98%以上,相當于精準觀察了大量作物形狀。把MNP標記的檢測結果組合在一起,就能為品種構建一個DNA身份證(也叫DNA指紋)。多個農作物種的DNA身份證組合到一起,就形成了數(shù)據(jù)庫。將得到的品種身份證與數(shù)據(jù)庫進行比對,如有超過8% MNP標記不同,那么其大概率是一個具有創(chuàng)新性的新品種。
彭海教授在講解MNP標記法相較于傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢時表示:“傳統(tǒng)DNA鑒定方法常要求對標準樣品和檢測樣品兩個實物進行平行實驗,進而得到一個準確的結果,然而種企很難去農業(yè)部拿到標準樣品來進行品種權的保護。MNP標記法提供的是一個可以通過互聯(lián)網(wǎng)共享的數(shù)據(jù),因此企業(yè)作為維權主體就有了一種維權途徑,并且全社會都可以參與其中,任何時候只需要把數(shù)據(jù)調出來進行比對就可以,種業(yè)市場的凈化就能從根本上得到改變。”
圖2. MNP標記(multiple dispersed nucleotide polymorphisms,多核苷酸多態(tài)性標記)
基于MNP標記法的核心支撐,目前農業(yè)農村部科技發(fā)展中心,江漢大學和三亞崖州灣創(chuàng)新發(fā)展中心在崖州灣科技城已經(jīng)合作構建完成了七千多個授權水稻品種的DNA指紋庫,這是國家打假維權授權的一個重要基礎。
02 打好種業(yè)翻身仗,華大智造儀器助力MNP標記法的設備國產(chǎn)化
除了具備高準確性,MNP標記法通過一次實驗即可完成品種真實性、實質性派生品種的鑒定,檢測效率相較傳統(tǒng)DNA檢測方法提升了成百上千倍。提到MNP標記法的高檢測效率,彭海教授說道:“高通量測序技術對于整個生命科學行業(yè),包括種業(yè)行業(yè),都具有深刻的影響。華大智造MGISEQ-2000基因測序儀的檢測通量比較高,它能夠一次性檢測大量的樣本,適用于大型實驗室、種子站等需要集中進行抽樣或集中進行打假維權的單位?!?/span>
開展種源“卡脖子”技術攻關,立志打一場種業(yè)翻身仗,是國家種業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略重要部署。作為第一個涵蓋多植物品種DNA鑒定的國家標準,MNP標記法具有自主知識產(chǎn)權,從試劑、儀器、芯片,到核心技術專利、數(shù)據(jù)系統(tǒng)、分析軟件全程國產(chǎn)化。
圖3:彭海教授實操華大智造基因測序儀
對于全程國產(chǎn)化,彭海教授這樣強調,“MNP標記法是中國的標準,它是為中國的法律和政策服務的,中國法律和政策的實施需要自主可控性。我們從研發(fā)一開始就下定決心,不光要把技術研發(fā)成功,還要實現(xiàn)操作系統(tǒng)全程國產(chǎn)化,這樣才不會被國外‘卡脖子’?!?彭海教授同時說道,“儀器設備的國產(chǎn)化,我們通過與華大智造合作實現(xiàn)。選擇華大智造的儀器,不僅因為它具有高通量與高準確性的特點,它最大的貢獻,是幫我們中國種業(yè)的這些關鍵技術的裝備實現(xiàn)了國產(chǎn)化,我們不再依賴于國外的設備?!?/span>
作為生命科技核心工具締造者與《GB/T 38551-2020 植物品種鑒定MNP標記法》參與起草單位,華大智造全套生命數(shù)字化設備和系統(tǒng)可貫穿在種質資源保護,基因挖掘和育種技術開發(fā)等種源基礎研究,以及育種產(chǎn)業(yè)實踐應用的各個方向中,為我國農業(yè)貢獻科技裝備力量。