作者简介：汤斌博士从事过的研究包括棉花抗黄枯萎病、棉花根结线虫抗性机理、棉铃虫TB基因抗性转育遗传工程、柑桔抗线虫病害基因鉴定，以及F2代数量性状遗传，在生物体内提取高纯度DNA技术、分子生物学数据分析以及高通量检测技术领域做出了贡献。目前，他在美国欧美嘉生物技术有限责任公司分别担任项目开发经理和执行总监。
高通量全自动化的二代测序样品处理
中国育种研究和种子产业面临着严峻的危机和挑战。目前，国外品种已经占领了中国相当大的市场份额，并由园艺作物向大宗粮食作物拓展，有的品种已被垄断。资料显示，国外种子占据了中国90%的玉米、95%的甜菜、65%的向日葵和大部分高端蔬菜、花卉种子市场份额。根据《国家粮食安全中长期规划纲要（2008年至2020年）》的要求，2020年粮食亩产要达350公斤。2009年中国粮食亩产325公斤，要实现规划目标，亩产年均需增长约2.27公斤。在耕地不断减少、水资源约束日益加剧、自然灾害和生物灾害影响不断加大的背景下，实现粮食增产目标的关键在于种子改良，提高种业发展整体水平。
然而，现实的情况是，根据不同作物种类，中国植物分子遗传育种研究水平与国际先进水平相差10年到30年。分子育种在产业化方面也处在相对低的发展水平。因此，中国分子遗传育种要走出目前的困境，需要做大量具体细致的工作。
分子生物技术育种优势显著
过去，人们依靠传统育种方法获取作物新品种，其根据选择的特性确定植物亲本，然后通过杂交、回交或者直系筛选程序来完成。传统育种方法存在着极大的盲目性、经验性、不确定因素和长周期的问题。
目前，世界遗传育种研究已从传统的常规育种技术进入依靠生物技术育种阶段。科学家已从单个基因的测序转为有计划、大规模地检测水稻等重要生物体的基因图谱，全世界已有6000多项农作物方面的生物技术研究成果进入田间试验。所有这些都表明，未来世界种子产业竞争的焦点主要是生物技术，尤其是DNA（脱氧核糖核酸）标记辅助育种和基因工程。生物技术向人类展示了种业的巨大发展潜力，创造着农业革命的未来。许多发达国家已明确提出了“向生物技术要产量”的口号。
植物的分子遗传育种可谓系统的分子生物学工程，它是植物细胞学、植物生理学、传统分子生物学、生物统计学以及传统遗传育种的综合体，是高通量分子遗传育种和传统遗传育种相结合的系统工程。分子育种简单地说就是在作物育种领域应用分子生物学技术，其可概括为数量性状位点图谱（QTL mapping）或基因测序发现特殊基因位点（gene discovery）、分子标记辅助育种（marker-assisted selection）、基因组筛选（genomic selection）以及基因工程（genetic engineering）几个部分。
要实现作物分子遗传育种的目标，首要任务是了解选择群体细胞的生理生化特性以及与之相对应的表型现象，也就是要确定植物群体实际基因或基因片段的表达与表型现象的内在关联程度。而这种关系的确立过程即是获得基因表达的数量性状位点图谱或相关图谱的过程。为获得数量性状位点图谱，需要经过选择那些遗传上有着明显分离的作物亲本品系、获取能够区别不同品系的基因标记、借助先进的第二代测序技术进行DNA测序和利用统计技术确定可用来预测作物特性表现型的DNA标记。
确定预测作物特性表现型的DNA标记后，人们便可用此DNA标记进行相关特性的育种选择，即作物育种的标记辅助选育。这种选育过程相对于传统的表现型筛选要简单，它可以为我们节约大量的时间、精力和资源。这种选育过程的优势表现在人们能在苗期进行选择以及可以进行单株选择。
分子水平植物遗传育种的实施可帮助人们在最短的时间里实现下列目标：1.大大缩短半野生群体转化为商业用新作物品种的时间和空间；2.让现存的作物品种尽快适应新的环境压力，如抗病虫害，以及满足人们对其营养成分和形态学的需求；3.迅速地让那些来自相同种类的野生家系的、有价值的特性载入到现存作物中去；4.容许植物育种家直接操作那些高度复杂的植物特性，如杂种优势和花卉类特性;5.能够对那些常常被忽略的孤生作物，如小米、山药、根类和块茎类作物等进行有效的遗传选育。
建立高通量分子遗传育种技术平台
中国迫切需要建立多个大规模、高效率的分子遗传育种技术服务平台。这个服务平台应该由国家统筹建立，实行企业化管理。引进和吸收国际先进的技术和设备（包括第二代和第三代测序技术设备，可进行全自动化用于单株筛选培育的温室设备等），并建有能进行常规育种的繁育基地。这个平台的建立应该能够为植物遗传育种科研机构和种子企业等，根据不同作物、品种、品系以及相对应的特性，提供全方位高通量分子遗传育种服务。这些服务包括：基因标记物的筛选、标记亲本筛选、高通量测序以及与之对应的作物分子遗传育种项目、高统量分子标记辅助育种、遗传数据分析、种质基因库的建立、品种亲本筛选、种子品质鉴定和常规的品种比较试验等。除此之外，企业本身还能够承担国家重大科研项目。
留言