昨日，由國際著名植物分子生物學(xué)家、國家作物分子設(shè)計工程技術(shù)研究中心首席科學(xué)家鄧興旺帶領(lǐng)的未名興旺系統(tǒng)作物設(shè)計前沿實驗室入駐中關(guān)村高端人才基地。記者在入駐儀式上了解到，全球最高精度玉米全基因組育種芯片已于近日由鄧興旺團(tuán)隊研發(fā)成功，原來8年到10年的育種周期可以減少至4年到5年。同時，其團(tuán)隊研發(fā)的第三代雜交水稻育種技術(shù)已進(jìn)入國家安全認(rèn)證階段，最早將于2016年產(chǎn)業(yè)化，將大幅度提高水稻產(chǎn)量。

　　配對前先驗DNA育種時間可減半

　　一個約2厘米寬、20厘米長的褐色平板，用顯微鏡看，上面布滿了密密麻麻的小探針。記者在實驗室里看到的這個褐色的小板子，是鄧興旺團(tuán)隊剛剛完成的玉米全基因組育種芯片。它能夠從9萬個位點觀測種子，是全球精度最高的玉米全基因組育種芯片。

　　這里所說的“芯片”，可跟我們在電腦等電子設(shè)備中的電子芯片不同，它是指一套可以從數(shù)萬個位點對種子基因進(jìn)行觀測的技術(shù)。

　　拿玉米來說，一株玉米里有4萬個基因，每個基因的活性高低直接決定了這種玉米的口感、產(chǎn)量等，而這些都是由DNA決定。顯微鏡里看到的小探針，就是用來檢測種子DNA特性的。一種植株體內(nèi)哪種基因活性高，哪種活性低，通過這個芯片就能完成檢測。

　　“傳統(tǒng)的育種方式，得由育種專家人工從田間作物里選出一對一對來進(jìn)行‘雜交’，等到植株長大后，再根據(jù)肉眼辨別、稱重等方式識別其性能。其實，雜交后的玉米、水稻好不好吃、產(chǎn)量高不高，這些都是由兩種雜交品種的基因決定的，在雜交之前就應(yīng)該先查清楚。”鄧興旺實驗室的一位研究員告訴記者。

　　“觀測的樣本多了以后，哪幾種基因存在能讓大米特別好吃、哪幾種基因能一定程度改變產(chǎn)量，這些都能找到數(shù)據(jù)規(guī)律，而不僅僅是靠經(jīng)驗來判斷了。”這名研究員介紹，通過芯片檢測出雜交種類的基因特性，能進(jìn)一步推動傳統(tǒng)“經(jīng)驗育種”方式向“精確育種”方式改變。

　　鄧興旺透露，利用這一技術(shù)，原來8年到10年的育種周期，可以減半到4年到5年，將大大提升我國種業(yè)的育種效率。此外，這種雜交前先驗DNA的方法，還能夠更好地觀測到種子的隱性基因、預(yù)測后代的特征，為農(nóng)民減少種植風(fēng)險。

　　第三代雜交水稻育種技術(shù)有望于2016年投產(chǎn)

　　“跟手機(jī)系統(tǒng)的更新?lián)Q代一樣，新一代雜交育種技術(shù)，就好像從‘塞班’系統(tǒng)升級到了‘安卓’系統(tǒng)。”鄧興旺做了一個形象的比喻。近日，由他帶頭研發(fā)的第三代雜交水稻育種技術(shù)已進(jìn)入國家安全認(rèn)證階段，最早有望于2016年投入大田生產(chǎn)，并將大幅提高水稻產(chǎn)量。

　　在中國現(xiàn)有的雜交水稻種植面積里，八成以上都使用的是第一代雜交育種技術(shù)。這種技術(shù)有一個缺點，100份水稻品種資源里，只有四五份可以利用——可利用的雜交品種資源有限，使得其雜交育種的質(zhì)量遇到了瓶頸。

　　“在街上找了5個人選運動員，和在街上找了100個人選運動員，前者選出優(yōu)秀運動員的幾率肯定要小很多。這就是第一代技術(shù)遇到的問題。”鄧興旺說。

　　第二代雜交育種技術(shù)解決了第一代存在的一些問題，但卻存在另一個致命的弱點——高度依賴溫度環(huán)境。育種溫度從21攝氏度到23攝氏度的變化，就有可能導(dǎo)致一年的育種周期以失敗告終。

　　看到有不少育種公司因為沒有把握好溫度而一年下來“顆粒無收”，鄧興旺和他的團(tuán)隊坐不住了。

　　2009年8月，未名興旺系統(tǒng)作物設(shè)計前沿實驗室（北京）有限公司宣告成立，鄧興旺出任公司董事長兼首席科學(xué)家。全身心撲在科研和技術(shù)產(chǎn)業(yè)化上的他，雖然家人和孩子都還在美國，自己每年卻有10多個月待在國內(nèi)。2010年，第三代雜交水稻育種技術(shù)終于被攻克，雜交水稻制種徹底擺脫了對溫度的依賴。