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基因測序減少80%農(nóng)藥使用 深圳科技助力新西蘭葡萄園育種規(guī)模化
2025-07-09 14:23
來源: 深圳新聞網(wǎng)
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基因測序減少80%農(nóng)藥使用 深圳科技助力新西蘭葡萄園育種規(guī)?;?/Article>

深圳新聞網(wǎng)2025年7月9日訊(記者 張玲)當(dāng)基因測序遇上葡萄酒,當(dāng)深圳科技遇上新西蘭葡萄園,一個(gè)全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的藍(lán)本正在生成。

近日,深圳新聞網(wǎng)記者從華大智造了解到,華大智造聯(lián)合新西蘭林肯大學(xué)、新西蘭當(dāng)?shù)仄咸褕@的農(nóng)場主們一起,展示了一個(gè)關(guān)于測序遇上美酒的故事,希望能為全球可持續(xù)農(nóng)業(yè)種植提供一個(gè)可復(fù)制的藍(lán)本,助力全球農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

說到新西蘭,最讓人上頭的就是當(dāng)?shù)氐钠咸丫屏?。作為重要的出口產(chǎn)品和旅游名片,新西蘭葡萄酒憑借其獨(dú)特的風(fēng)味特征和卓越的品質(zhì),在國際市場上贏得了廣泛認(rèn)可。這一成就的背后,離不開當(dāng)?shù)蒯劸茦I(yè)和葡萄種植業(yè)的發(fā)展。如今,隨著現(xiàn)代科技在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用,新西蘭的葡萄種植業(yè)正掀起一場新的可持續(xù)發(fā)展革命。

新西蘭林肯大學(xué)的教授將目光投向基因組學(xué),首次將測序技術(shù)引入新西蘭釀酒葡萄的育種中。他說:“華大智造讓我們實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模測序。希望通過基因組學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,最終幫助國家創(chuàng)造收入,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?!?/span>

飽受白粉病困擾 葡萄種植業(yè)噴灑農(nóng)藥弊端凸顯

葡萄種植是新西蘭重要的經(jīng)濟(jì)收入來源,也是其第七大出口創(chuàng)匯產(chǎn)業(yè)。然而,這一支柱產(chǎn)業(yè)正面臨嚴(yán)峻的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)。當(dāng)?shù)胤N植的葡萄株普遍遭受白粉病等病蟲害的侵襲,每年造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)千萬美元。為保障葡萄產(chǎn)量和品質(zhì),種植者不得不大量且頻繁噴灑廣譜農(nóng)藥,這不僅增加了生產(chǎn)成本,也對生態(tài)環(huán)境造成壓力。

據(jù)新西蘭環(huán)境部《2021年農(nóng)藥使用調(diào)查報(bào)告》(Pesticide Use Survey 2021)顯示,葡萄種植業(yè)占新西蘭全國農(nóng)業(yè)用地面積的1.8%,但使用的殺蟲劑/殺菌劑卻占到全國總用量的3.9%,是所有農(nóng)田類型中對農(nóng)藥依賴最大的。雖然化學(xué)防治在短期內(nèi)能有效控制病蟲害,但這種做法已引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境和健康隱患——調(diào)查顯示,當(dāng)?shù)厥褂玫臍⒕鷦┲?,?0%被認(rèn)定為潛在致癌物質(zhì)。

鑒別出具抗病基因的天然植株 基因組學(xué)有望減少80%農(nóng)藥使用

林肯大學(xué)葡萄酒、食品與分子生物科學(xué)系副教授Chris Winefield及其團(tuán)隊(duì)發(fā)起了一項(xiàng)研究,首次將基因組學(xué)引入新西蘭釀酒葡萄的育種中,探索各葡萄株的真菌抗病性和土壤環(huán)境適應(yīng)性等性狀。

借助基因組學(xué)和高通量測序技術(shù),研究團(tuán)隊(duì)繪制了釀酒葡萄品種的自然遺傳多樣性圖譜,并通過定位特定抗病基因,鑒別出天然具有更強(qiáng)抗逆性的葡萄株。這種方法不僅開辟了培育更具抗逆性葡萄品種的途徑,還能實(shí)時(shí)監(jiān)測葡萄園的土壤健康狀況,從而推動(dòng)更精準(zhǔn)、更可持續(xù)、更經(jīng)濟(jì)的葡萄園管理模式發(fā)展。

林肯大學(xué)葡萄酒、食品與分子生物科學(xué)系副教授Chris Winefield。

Chris Winefield認(rèn)為:“初步研究結(jié)果表明,通過基于測序數(shù)據(jù)的有針對性干預(yù),一些葡萄園的化學(xué)藥物使用量可減少80%。雖然無法完全擺脫對化學(xué)藥物的依賴,但即便減少一次季末噴灑也會(huì)產(chǎn)生多重效益:降低種植成本、減少葡萄酒中的化學(xué)殘留物,并減輕對土壤健康的影響和化學(xué)物排放的環(huán)境壓力?!?/p>

樣本檢測量上百倍增加 華大智造助力新西蘭葡萄育種規(guī)?;?/strong>

林肯大學(xué)的研究人員正通過華大智造的高通量測序平臺(tái)擴(kuò)大這項(xiàng)研究的規(guī)模。過去,林肯大學(xué)實(shí)驗(yàn)室依靠外部測序服務(wù)每年只能檢測幾百個(gè)葡萄樣本,而現(xiàn)在,基于華大智造MGISEQ-2000測序儀,該實(shí)驗(yàn)室每年可自行檢測多達(dá)五萬個(gè)樣本,檢測量上百倍的增加使規(guī)模化研究成為現(xiàn)實(shí)。Chris Winefield說:“我們現(xiàn)在的目標(biāo)是每年測五萬個(gè)測序樣本——如果沒有華大智造的支持,我們根本無法達(dá)到這個(gè)目標(biāo)?!?/p>

華大智造 MGISEQ-2000測序平臺(tái)還被用于實(shí)時(shí)監(jiān)測葡萄株的病媒微生物,如白粉病和粉蚧等病原體,使葡萄蟲害的精準(zhǔn)治理成為可能。面對日益加劇的全球氣候波動(dòng),林肯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)還嘗試識(shí)別在惡劣環(huán)境條件中(如水分匱乏或營養(yǎng)不足)更具韌性的葡萄藤,以期應(yīng)對未來可能更加嚴(yán)峻的農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)。

華大智造澳新區(qū)域負(fù)責(zé)人楊碧澄博士表示:“這個(gè)案例充分展示了高通量測序技術(shù)如何全面支持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過幫助研究人員揭示葡萄株抗病性的遺傳因子,高通量測序技術(shù)正在推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)擺脫對化學(xué)藥品的依賴,使作物具備健康生長的天然韌性?!?/p>

高通量測序成為新“農(nóng)具”?農(nóng)業(yè)基因組學(xué)正在重塑全球農(nóng)業(yè)

這項(xiàng)創(chuàng)新研究影響的不僅限于新西蘭,國際葡萄種植業(yè)同樣面臨相似挑戰(zhàn),林肯大學(xué)的探索有望成為全球可持續(xù)農(nóng)業(yè)種植的典范。Chris Winefield指出,新西蘭獨(dú)特的微氣候和堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施使其成為理想的試驗(yàn)基地?!半m然新西蘭的糧食產(chǎn)量在全球占比有限,但通過輸出基因組學(xué)研究成果、尖端組學(xué)工具和抗逆作物品種,我們正在為世界農(nóng)業(yè)開辟一條兼顧生產(chǎn)力與生態(tài)效益的新道路?!?/p>

華大智造MGISEQ-2000測序儀在林肯大學(xué)。

Chris Winefield進(jìn)一步展望,未來基因組診斷將如同土壤檢測或天氣追蹤一樣,成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的常規(guī)應(yīng)用。“不僅僅是葡萄藤,無論是啤酒花、獼猴桃、蘋果還是牲畜,基因數(shù)據(jù)將指導(dǎo)我們實(shí)現(xiàn)病蟲害精準(zhǔn)防控、產(chǎn)量優(yōu)化和資源科學(xué)配置?!?/p>

Chris Winefield的愿景并非空中樓閣。隨著全球氣候變化和環(huán)境壓力的日益加劇,全球農(nóng)業(yè)研究人員愈發(fā)關(guān)注如何加速培育高產(chǎn)量、耐旱耐熱且低農(nóng)藥依賴的作物和畜禽。近年來,農(nóng)業(yè)基因組學(xué)已在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為提升作物和畜牧業(yè)的生產(chǎn)力及可持續(xù)性發(fā)展開辟了廣闊前景。

據(jù)悉,目前,華大智造在農(nóng)業(yè)基因組學(xué)研究領(lǐng)域已構(gòu)建一套完備的工具體系,不僅滿足種質(zhì)資源存儲(chǔ)和管理的自動(dòng)化樣本庫需求,還涵蓋種質(zhì)樣本自動(dòng)化處理、基因挖掘和育種的測序與分析需求,為全球可持續(xù)農(nóng)業(yè)提供了一套可復(fù)制的方案。或許在不久的將來,隨著農(nóng)業(yè)基因組學(xué)理論與實(shí)踐的不斷完善,每一株作物都能承載科學(xué)的饋贈(zèng),每一片土地都能煥發(fā)可持續(xù)的生命力。

(本文圖片視頻由華大智造提供)

[編輯:劉夢婷 馬丹] [責(zé)任編輯:黃春才]