优化农业产业体系：运用分子标志，提升蔬菜杂交控管与品种鉴定度

发布于2024-05-02 来源：农讯网: > 综合资讯作者：

导读: 以生物资讯技术探勘蔬菜杂交品种间有差异的分子标志，以建立可自动化分析的分子检测技术，协助品种鉴别并提升对一代杂交种子纯度的控管，帮助种苗销售更有利

以生物资讯技术探勘蔬菜杂交品种间有差异的分子标志，以建立可自动化分析的分子检测技术，协助品种鉴别并提升对一代杂交种子纯度的控管，帮助种苗销售更有利。

都市化的脚步让农地面积逐渐缩小，但满足粮食的需求与日俱增，加上极端气候为农业带来的严峻挑战，台湾农业凭借著优异的育种技术，让农作物在自然的情况下，借由杂交成功孕育出能因应环境需求的优良品种，更为农业增产带来新契机。

育种成功的关键在于种子纯度

“正因为杂交成功率与品种的正确性对种苗销售来说相当重要，因此我们开始思考如何建立更准确、成本更低的检测技术，帮助种苗业者做好品质管控。”台湾大学农艺系胡凯康副教授如是说。他也率领研究团队展开对建立分子检测技术以提升杂交种子纯度与组合力检定效率的研究。

原来过去种苗业者在育成优良蔬菜一代杂交品种后，会委托专业农户或采种公司生产杂交种子，无论采种的地点是在台湾或海外，种子纯度是重要的品管指标。

胡凯康副教授说，“种子纯度和种苗业者的商誉息息相关，包括了杂交成功率和品种的纯正性，以确定无外来花粉污染或调制混杂，必须严格检定后才能输出，但是传统的田间检定方法（Grow-out test）耗时又耗工，除增加种子生产成本外，也常常造成种苗业者与受委托农户间的争议不断。”

虽然近年来作物基因体研究与生物资讯技术突飞猛进，但种苗产业却往往对于研发成果接受度很低，主因在于非专一分子标志技术的可重复性较低，因此对于例如DNA萃取与PCR组装等实验操作的技术要求较高，在分析与判读过程需要大量专业人力的投入，无法自动化，成本也随之提高。

全心投入提升检测效率

面对此一困境，在99年农委会学界科技专案计划“建立重要蔬果作物分子辅助选种技术”后，终于打破僵局，开始导入以次世代定序为基础的高通量SNP分子标志开发技术，发展出可以进行大规模基因型分析与分子标志开发的技术平台。

胡凯康副教授表示，这项计划的第一步是将针对台湾种苗产业中最重要的蔬菜作物，利用高通量次世代平行定序（Next Generation Sequencing, NGS）获得特定限制酶切位附近大量的片段序列之后，以生物资讯技术探勘分离族群个体间有差异的单一核苷酸多型性（SNP）分子标志，然后基于所获得分子标志基因型与目标特性（例如：抗病性）间的关连，获得与控制目标特性基因有紧密连锁关系的分子标志，提供给种苗业者在育种选拔的过程中做为辅助。因为是直接针对基因座选拔，因此与依赖外表特性的传统选拔方式相比，大幅度提高育种选拔的精确性并缩短育种选拔所需的时间。

分子辅助选种专案计划中所建立开发平台获得的SNP分子标志具有高度专一性与再现性，而且配合适当仪器可以进行自动化分析，因此在开发平台建立之后，胡凯康副教授自106年起配合种苗产业的需求，执行两年期的委会科技计划“建立分子检测技术提升杂交种子纯度与组合力检定效率”，针对种苗业者提供的番茄、花椰菜、西瓜、甜瓜、玉米与番椒共超过1000个一代杂交品种，每一项作物探勘至少5,000个SNP位点，并自其中筛选出具有良好引子设计特性、且可充分解释品种间差异特性的核心SNP组合，再依据品种特性，从中选出适用于品种鉴定与杂交成功率检定的最小SNP分子标志组合，做为检测标准。这些SNP分子标志组合标准的再现性高，且可充分自动化，能帮助种苗产业在降低人力负担与检定成本的情况下提升所生产种子的纯度控管能力，因而提升种子产业的出口竞争力。