文/本刊記者 劉慧婷
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生物技術(shù),服務(wù)新時代農(nóng)業(yè)發(fā)展
——訪北京康普森生物技術(shù)有限公司董事長劉繼強
文/本刊記者 劉慧婷
21世紀(jì)是生命科學(xué)和生物技術(shù)的時代,農(nóng)業(yè)基因組技術(shù)是該領(lǐng)域的重要組成部分之一,北京康普森生物技術(shù)有限公司作為行業(yè)當(dāng)中的佼佼者,可為農(nóng)業(yè)基因組研究提供創(chuàng)新型基因芯片和高通量測序等基因檢測服務(wù),通過生物信息學(xué)分析技術(shù)提供基因組選擇育種建議及后期技術(shù)指導(dǎo),用創(chuàng)新精神改變中國農(nóng)業(yè)基因組產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用現(xiàn)狀。為進(jìn)一步增進(jìn)對農(nóng)業(yè)基因組選擇育種技術(shù)的了解,近日,《中國商界》記者采訪了中國農(nóng)業(yè)基因組產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先者的董事長劉繼強。
《中國商界》:對于生命科學(xué)和生物技術(shù),很多人都覺得陌生,作為業(yè)內(nèi)人士,請您跟我們簡單談?wù)効灯丈锛夹g(shù)有限公司對生物技術(shù)的理解及貴公司在該領(lǐng)域的研究方向?
劉繼強:生物技術(shù)的存在歷史已經(jīng)有幾百年了,是一門綜合性的學(xué)科。以生命科學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合其他基因工程、分子生物學(xué)、物理化學(xué)、信息學(xué)及計算機科學(xué)等多學(xué)科技術(shù),可應(yīng)用于動物、植物、微生物等的研究?;蚪M檢測雖然是生物技術(shù)里面很小的分支,但卻占據(jù)著生物技術(shù)金字塔的最頂端。基因組檢測目前包括基因組測序和基因芯片兩種檢測方法。2007年在中國開始進(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)化推廣。目前,康普森生物主要專注于農(nóng)業(yè)基因組檢測以及基因組選擇育種技術(shù)。
《中國商界》:基因組檢測技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中,可有效地推動農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在您創(chuàng)業(yè)之前,基因組檢測在中國的應(yīng)用程度如何?
劉繼強:基因芯片在當(dāng)時尚處于起步階段。我從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)后就進(jìn)入了這個行業(yè),做illumina中國區(qū)總代,直到自己創(chuàng)業(yè),大概八九年的時間一直都在從事基因組檢測相關(guān)的工作。由于當(dāng)時剛剛完成人類基因組計劃,基因檢測行業(yè)屬于起步階段,大多數(shù)人不了解這項技術(shù),有些人只是聽說過。在大學(xué)期間,雖然學(xué)的專業(yè)是生物技術(shù),但4年的課程只在課堂上講過10分鐘的基因芯片,就連當(dāng)時留學(xué)回來的老師都只跟我們講,對于這項技術(shù)只需了解一下就好,大部分人是接觸不到的。步入社會以后接觸的人更多了,發(fā)現(xiàn)很多人都只是聽說過這個名字,而至于它可以做什么、原理是什么,在當(dāng)時幾乎沒人清楚。只有科研領(lǐng)域的專業(yè)研究人士才略知一二。
《中國商界》:在基因檢測于國內(nèi)剛起步的時候,您選擇這一領(lǐng)域進(jìn)行了人生中的第一次創(chuàng)業(yè)。而您在此之前的的經(jīng)歷對于康普森生物的發(fā)展有哪些影響與幫助?
劉繼強:首先是積累經(jīng)驗和技術(shù)。創(chuàng)業(yè)之前的工作經(jīng)歷讓我更早地了解到行業(yè)內(nèi)的專業(yè)性。當(dāng)國外一些知名基因檢測公司進(jìn)入中國的時候,我是第一批接觸到廠商的。由于擔(dān)任中國區(qū)總代一職,使我對基因檢測的市場有了更深入、更全面的了解。其次與優(yōu)秀的人學(xué)習(xí)并積攢人脈。初入行業(yè)期間,接觸到很多高水平、高影響力的專家、教授,鍛煉了科學(xué)的科研及市場服務(wù)思維習(xí)慣,才有了今天的發(fā)展。而后發(fā)現(xiàn)了更多可應(yīng)用的空間和市場空白,這也才有了康普森生物現(xiàn)在專注的農(nóng)業(yè)基因組育種事業(yè)。
《中國商界》:農(nóng)業(yè)基因組選擇育種作為一個有前景的行業(yè),也不斷會有更多企業(yè)加入進(jìn)來,康普森生物技術(shù)有限公司作為此行業(yè)的先行者,經(jīng)過六年多的發(fā)展,已經(jīng)形成了哪些自身優(yōu)勢?
劉繼強:在6年多的時間里,公司主要做農(nóng)業(yè)方向的努力,在對農(nóng)業(yè)基因組進(jìn)行檢測的同時注重數(shù)據(jù)的積累。我們會與相關(guān)的客戶、專家、教授簽訂共享的協(xié)議,把獲取到的數(shù)據(jù)整合到一起,建成一個數(shù)據(jù)共享平臺。除了我們公司做檢測可以用到之外,科研工作者在做國家課題的時候也需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)。康普森生物最大的優(yōu)勢是最早具有數(shù)據(jù)積累的意識,具有中國最大的農(nóng)業(yè)基因數(shù)據(jù)庫,而這一套數(shù)據(jù)庫也是有限開放的,在共享使用的時候會有一定的協(xié)議??灯丈且粋€平臺,把各方面的數(shù)據(jù)積聚到一起,為大家做開放的平臺,提供給有需要的用戶。通過分析這些數(shù)據(jù)我們會對農(nóng)業(yè)品種的選育、疾病防控、種養(yǎng)殖條件等提供一系列的建議。這種規(guī)模的數(shù)據(jù)庫,僅一家企業(yè)是沒辦法完成的,需要凝聚眾多人的科學(xué)力量。在國內(nèi),我們用獲取到的數(shù)據(jù)庫通過分析整理,做出適合中國品種特點的基因檢測產(chǎn)品,相較于國外的同類產(chǎn)品更具有競爭力。
技術(shù)人員在為基因芯片進(jìn)行掃描
基因組選擇育種在歐美發(fā)達(dá)國家中的普及率很高,有很多先進(jìn)的育種公司都在使用,而且在基因組選擇上投入的資金也是逐年增加的,每年大概有20%到30%的上升趨勢。基因組選擇在中國的市場還沒有完全開發(fā)出來。以豬為例,首先通過檢測大量豬的樣本作為參考群體,建立一個基因組育種值的估計模型,用于說明什么樣的基因型對應(yīng)什么樣的性狀。再對未知性狀的豬進(jìn)行基因檢測,就可以提供給客戶被檢測樣本品種是否優(yōu)良、適合怎樣防疫和養(yǎng)殖等一系列方案。這種研究技術(shù)打破了國外的壟斷,也減少了我國的資源外流。從一定程度上講,對中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和中國綜合國力的競爭減少了隱患。這也是康普森生物做農(nóng)業(yè)基因組檢測和農(nóng)業(yè)基因組選擇育種的初衷所在。
在中國同時做動、植物基因組檢測的公司則只有康普森生物一家。除了康普森,在中國做農(nóng)業(yè)基因組檢測的企業(yè)僅有兩家,都是只做一種作物。其中一家企業(yè)只做玉米檢測的產(chǎn)品,而選擇只做一個物種的檢測產(chǎn)品在一定程度上是為了減少經(jīng)濟(jì)投入。康普森生物的定位是第三方檢測產(chǎn)品平臺,在物種上沒有固定選擇,動植物類的生物都會進(jìn)行研究。這樣不同物種的研究方法和經(jīng)驗可以互相借鑒。
《中國商界》:康普森生物技術(shù)有限公司作為一家技術(shù)服務(wù)企業(yè),在農(nóng)業(yè)基因組技術(shù)方面有哪些創(chuàng)新與突破?
劉繼強:可能不同于其他行業(yè)所理解的創(chuàng)新方式。在其他領(lǐng)域中,一項技術(shù)或者品牌創(chuàng)新只是換一種塑造方式,達(dá)到提高效率、降低成本的目的。而基因組檢測產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新更注重技術(shù)的使用與數(shù)據(jù)挖掘?qū)用妫严鄳?yīng)的數(shù)據(jù)更好地與中國的品種資源情況、育種現(xiàn)狀相結(jié)合。通過大數(shù)據(jù)分析,設(shè)計出更符合中國品種、育種目標(biāo)的檢測產(chǎn)品和育種方案。
對亞洲畜禽品種特有等位基因設(shè)計的中高通量SNP分型檢測芯片
康普森生物是行業(yè)內(nèi)最早的基因檢測服務(wù)商之一,目前,康普森生物共有兩大檢測中心,北京總部和位于天津東麗經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的運營中心,占地面積共5000m2。公司已經(jīng)囊括了世界最前沿的分子生物技術(shù)平臺:擁有Illumina高通量測序、illumina iScan基因芯片檢測、GeneChip? Scanner 3000 7G表達(dá)譜芯片檢測、MassARRAY?—核酸質(zhì)譜分析系統(tǒng)、熒光定量PCR檢測系統(tǒng)等多個檢測及分析平臺。為滿足日益增加的檢測體量、滿足客戶時效性高的需求,2017年康普森生物引進(jìn)GeneTitan? Multi-Channel 芯片檢測平臺、Beckman FX系列全自動化工作站,年檢測能力提升到60萬樣本??灯丈镆殉蔀閲鴥?nèi)基因檢測公司中擁有平臺數(shù)量最多的公司之一,多平臺多物種并行檢測。
公司注重產(chǎn)品研發(fā),現(xiàn)已擁有21個完全自主知識產(chǎn)權(quán)的計算機軟著,包括基于RR-BLUP方法的畜禽基因組選擇分析軟件V1.0、基于EHH方法的畜禽選擇信號分析軟件V1.0、基于SNP芯片的植物全基因組關(guān)聯(lián)分析V1.0、基于GenABEL包的GWAS分析軟件V1.0等,正在積極研發(fā)其他獨立知識產(chǎn)權(quán)的軟著,我們將在技術(shù)上持續(xù)研發(fā)出更專業(yè)、更科學(xué)、更人性化的檢測及生物信息學(xué)分析產(chǎn)品,以期為客戶提供更好的服務(wù)。
《中國商界》:目前,康普森生物在致力于推進(jìn)我國基因組選擇育種行業(yè)發(fā)展并做了很多前期的調(diào)研,請您談?wù)勗诨蚪M選育方面有哪些成果。
劉繼強:傳統(tǒng)育種是通過雜交選擇的過程進(jìn)行選育,大約要經(jīng)過七到八年時間才能培育出新的品種。新品種更能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境、土壤環(huán)境,并且具有優(yōu)良的農(nóng)藝性狀。但是,現(xiàn)實生活中環(huán)境不停改變,傳統(tǒng)育種周期不能滿足品種適應(yīng)性的需求,種植的品種可能很快就不能適應(yīng)新環(huán)境。所以,我們就要研發(fā)快速有效的基因檢測產(chǎn)品來加速育種進(jìn)程。隨著基因組檢測技術(shù)的發(fā)展,基因組選擇育種技術(shù)也應(yīng)運而生?;蚪M選擇育種利用基因檢測技術(shù)在基因組水平上分析個體的遺傳組成,通過基因型直接選擇,從而實現(xiàn)基因組選擇育種。
目前,基因芯片是分子育種中采用的一種通量高、成本低的檢測工具。傳統(tǒng)育種中需要七到八年甚至更長時間才能達(dá)成的目標(biāo),利用基因組選擇育種方法一到兩年就可以實現(xiàn)?;蚪M選擇育種可以很快滿足市場的需求,例如作物的抗倒伏性狀就是滿足種植業(yè)者需求的。通過檢測被選品種的基因分型情況,可以做性狀與遺傳信息關(guān)聯(lián)的計算,通過去弊選優(yōu)的方式選擇滿足生產(chǎn)要求的個體,這樣也就達(dá)到了基因組選育的最終目的。
《中國商界》:基因檢測技術(shù)在為相關(guān)企業(yè)、科研院所服務(wù)且?guī)肀憷耐瑫r,也面臨著諸多考驗,請您具體談?wù)勥@些考驗具體表現(xiàn)在哪些方面?
劉繼強:首先,在選取資源方面會遇到一些問題。舉個例子,中國豬的品種有100多個,第一,這些豬種多數(shù)都是地方品種,尋找就比較困難,逐個取樣也很困難,在這個過程中將耗費很多財力和物力;第二,對采集到豬種的鑒定也很困難,要經(jīng)過多方面的驗證與論證,必須保證采集樣本;第三,鑒定的準(zhǔn)確程度也很難確定,由于環(huán)境、喂養(yǎng)等各方面的不同,很容易使樣本發(fā)生變化,有很多不確定因素,無法得到確鑿數(shù)據(jù)。其次,廣大種養(yǎng)殖客戶對基因檢測的接受程度不同,也會給服務(wù)帶來困難。因為曾經(jīng)是通過傳統(tǒng)的方法繁育新的品種,而現(xiàn)在通過基因檢測結(jié)果作為選擇標(biāo)準(zhǔn),要說服老技術(shù)員認(rèn)可這件事,并教會他們新技術(shù),還需要花費很多時間及精力。后期在運用過程中,也需要不停地觀察、追蹤,提供意見建議,反復(fù)修訂更改,整理出給國家的主管部門進(jìn)行綜合評定。在上述的考驗中,怎樣選擇合理的、有代表性的、準(zhǔn)確的參考群體也是這項技術(shù)實施過程中的困難。
《中國商界》:基因組檢測技術(shù)助力我國的農(nóng)業(yè)育種發(fā)展,在宏觀層面國家有哪些相應(yīng)的支持?
劉繼強:中國是畜禽肉類的第一消費大國,我們一年要吃掉6億頭豬、70億只雞,與我國生產(chǎn)規(guī)模極不相稱的是育種工作上的落后,國內(nèi)飼養(yǎng)的商品化豬和雞的曾祖代都是從國外引進(jìn)的,長期處于“引種、維持退化再引種”的不良循環(huán),導(dǎo)致整個繁育體系受制于其他育種先進(jìn)國家。中國是世界上種質(zhì)資源最豐富的國家,我國豬和雞的品種都超過了100種,但我國的豬雞育種一直以來依靠國外引種,自己國家如此豐富的資源卻在慢慢消失。
基于基因組技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)基因組研究成果的飛速發(fā)展,國家從2009年、2010年、2011年國家不斷的下發(fā)各種紅頭文件,支持基因組選擇育種,包括國家現(xiàn)在針對某些物種專門成立基因組選育委員會。可以說在一定程度上,國家全力支持整個行業(yè)的技術(shù)研發(fā)與使用,并且也到了基因組選擇育種該大力發(fā)展的時候。
《中國商界》:康普森生物發(fā)展穩(wěn)健已經(jīng)成功掛牌北京新四板市場,這給康普森生物帶來了哪些變化?
劉繼強:康普森生物2015年掛牌北京新四板,北京新四板市場是地方性機構(gòu),在全國有著一定的影響作用。公司通過掛牌的方式讓更多人知道了有這樣一個行業(yè)、這樣一家公司。在掛牌北京四板市場后,公司的融資渠道拓寬了,資本對接的渠道更廣泛了。最重要的是,公司在做事的時候會更為規(guī)范。現(xiàn)在北京四板市場發(fā)展得更加迅速,為更多的中小企業(yè)提供了良好平臺。
《中國商界》:自農(nóng)業(yè)基因組選育技術(shù)得到發(fā)展以來,國家陸續(xù)研發(fā)與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的高新技術(shù),而國家對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的要求較高,康普森作為該領(lǐng)域的佼佼者,最近有哪些研發(fā)成果呢?
劉繼強:前不久,康普森生物在北京梅地亞中心召開了第三屆中國畜牧基因組產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化高峰論壇暨新產(chǎn)品發(fā)布會,主要發(fā)布了由康普森生物分別與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所聯(lián)合研制開發(fā)的三款針對亞洲畜禽品種特有等位基因設(shè)計的中高通量SNP分型檢測芯片——康普森豬55K基因分型芯片、(肉)雞55K基因分型芯片和蛋雞55K基因分型芯片。這些芯片可以對我國豬、雞等地方品種進(jìn)行基因組檢測,并通過全基因組育種值評估的方法對經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行早期選擇,做到優(yōu)中選優(yōu)。此外,其檢測結(jié)果還可以用于地方資源種質(zhì)鑒定、群體遺傳結(jié)構(gòu)分析、種群進(jìn)化分析等多種研究,對于我國分子育種的基因組選擇技術(shù)及基礎(chǔ)研究方面意義十分重大。
《中國商界》:農(nóng)業(yè)技術(shù)在中國的發(fā)展空間巨大,在研究與發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的同時,憧憬未來,您對康普森生物有何期待及計劃?
劉繼強:面向農(nóng)業(yè),深入產(chǎn)業(yè),做中國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者是康普森生物的企業(yè)愿景,我們希望立足于中國的土地,育中國自己的品種,并且將中國的物種產(chǎn)品開發(fā)出來,一代一代傳承下去,由種質(zhì)進(jìn)口大國變成種質(zhì)輸出大國。雖然現(xiàn)在用基因組選擇研究育種、種養(yǎng)殖、疾病防控已經(jīng)是全球農(nóng)業(yè)技術(shù)的趨勢,但我們更希望今后可以與國外進(jìn)行競爭。康普森生物現(xiàn)在已與國內(nèi)數(shù)十家育種行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)開展合作,共同建立豬、雞、大豆的分子育種產(chǎn)業(yè)檢測平臺,現(xiàn)階段已完成了檢測試點工作,預(yù)計年內(nèi)將完成對該計劃10萬樣本的檢測。