5月，江西的油菜田裡飄著豐收的香。江西省農業科學院的試驗田裡，李書宇研究員正蹲在地頭採集樣本。就在不久前，她所在的團隊聯合華中農業大學、蘇州拉索生物芯片科技有限公司（以下簡稱“拉索生物”），正式發布了我國首款甘藍型油菜20K固相基因芯片——“中芯油1號”。

這塊泛著多彩光暈的小方片，打破了國外近20年對固相芯片技術的壟斷。“以前選育一個品種可能要10年，現在縮短至最快3年，單次檢測只要25元，72小時就能出結果。”李書宇向科技日報記者介紹。

這塊不起眼的芯片背后，是拉索生物一群年輕人持續6年的“死磕”。沒有現成技術，沒有成熟經驗，連可借鑒的文獻都寥寥無幾，他們在一片技術荒原中，硬闖出一條路，讓中國油菜種業從“看天吃飯”的傳統育種，邁入“精准導航”的智慧育種時代。

突破芯片點制工藝

在蘇州工業園區的拉索生物實驗室裡，董事長李智拿起一枚芯片，對著光端詳。“你看這上面96個小方塊，每個方塊裡密布著150萬—250萬個微孔，每個微孔要恰好嵌入一個帶著幾十萬條探針的微球。”他說得很輕鬆，但6年前，這個看似簡單的“嵌入”動作，差點讓整個團隊崩潰。

“那時候，國內外同行都勸我們‘別折騰’。”李智回憶，固相芯片的點制工藝，長期被少數美國公司壟斷，技術封鎖密不透風。沒有供應商、沒有對口人才，甚至連可供借鑒的文獻都找不到。研發負責人許心意記得，團隊最初連微球入孔后的狀態都看不清——前期沒有可用的模型，只能通過人眼判讀來建立模型。“我們全公司上上下下，連續幾周每天盯著熒光掃描圖，分析微孔中微球的狀態。”眼睛看花了，就滴眼藥水接著干﹔數據量太大，就分批處理、反復驗証。“那段時間，我們不是在實驗室，就是在去實驗室的路上。”許心意苦笑。

但真正的“攔路虎”還在后面——微球與微孔的匹配。微球大了進不去，小了卡不穩，受力不均還會影響性能。拉索生物總裁劉超鈞索性自己上手，現場編寫代碼，做力學仿真分析，優化孔徑設計和排列方式。“每一步都是極限挑戰，報廢的微球數以百億計。”李智說。6年間，團隊積累了1600多本實驗記錄本，撰寫了2700多份實驗報告，收集了超1000萬張掃描圖像，但失敗率99.9%，報廢的微球多達800億顆。

轉機出現在2024年，得益於與中國科學院、南京大學等單位的產學研合作，一批90后、95后科研人員敢想敢干，終於讓點制工藝從圖紙變成了現實。“以前國外把技術門檻渲染得高不可攀，現在年輕人不信這個邪。”李智笑著說。當客戶最終確認芯片性能完全自主、指標達到國際先進水平時，整個實驗室沸騰了。這項技術的突破，不僅讓“中芯油1號”有了堅實的“骨架”，更讓中國在固相芯片領域有了自己的話語權。

攻克點位適配難關

點制工藝解決了芯片怎麼造的問題，但芯片裡裝什麼，才是決定育種效率的關鍵。江西省農業科學院作物研究所研究員陳倫林打了一個比方：“芯片就像一部導航儀，基因點位就是地圖上的坐標。坐標越全、越准，育種才能少走彎路，精准選出好品種。”

過去15年，江西省農業科學院一直在做一件事——收集油菜的基因點位信息。但這是項“笨功夫”，日積月累攢下的數據，對開發芯片來說仍是“杯水車薪”。“就像你想編一本大辭典，手裡卻隻有幾頁單詞表。”陳倫林形容道。2025年，在華中農業大學國家油菜改良中心教授易斌的牽線搭橋下，行業內的頂尖專家開始傾囊相授。易斌團隊率先提供了大量關鍵基因點位信息﹔緊接著，中國農業科學院油料作物研究所首席科學家華瑋也帶隊支援。一時間，基因點位信息從幾千個暴漲到2萬個。

“2萬個是什麼概念？幾乎涵蓋了普適研究的所有需求，相當於我們終於有了一本油菜關鍵基因信息‘大辭典’。”陳倫林說。但這本“辭典”要用到芯片上，還需要彌合技術突破與產業化應用之間的差距。為此，團隊與企業建立了高頻溝通機制。“有時候為了一個工藝參數，我們和企業工程師能聊到深夜。”李書宇回憶。

2025年10月，“中芯油1號”正式面世。這塊小小的芯片上，搭載著17000余個全基因組背景標記和1500余個功能位點。陳倫林評價說，這項成果帶動了我國油菜選育從“傳統育種”向“智慧育種”模式轉型，“以前育種家靠經驗‘看長相’，現在靠芯片‘看基因’，精准度和效率都不可同日而語”。

站在油菜花田裡，李書宇一邊採集樣本一邊對記者感慨：“‘中芯油1號’只是一個開始。”他透露，2.0版本已經在籌備中，屆時將包含6萬個基因點位，相當於從“辭典”升級為“辭海”。而那塊曾經被國外壟斷的小小芯片，如今正穩穩地安在油菜的“心臟”上，守護著中國人的“油瓶子”。

解鎖靈活升級密碼

“以前大家都覺得，固相芯片定制不靈活、升級成本高，這曾是國外企業主導市場時留給行業的普遍印象。”李智手裡拿著一塊升級后的芯片，語氣裡帶著一絲自豪，“但我們偏要打破這個印象，做一款中國人用得起、能升級的芯片。”

李智介紹，目前固相基因芯片主要分為原位合成芯片和微球芯片兩大類。“國外常用的原位光刻合成技術，要是想升級，就得從頭合成所有探針，相當於重新做一張芯片，又費錢又費時﹔而我們的微球芯片不一樣，只要設計新位點的探針，加入原有的微球池，就能完成升級，靈活得很。”他說。

更關鍵的是，微球芯片的檢測單元是物理隔離的——每個微球都獨立佔據一個凹槽，新加入的微球和原有微球互不干擾，不用擔心交叉反應，檢測結果也更精准。

“從探針設計到微球偶聯、解碼、封裝，我們全做到了國產化，沒有依賴任何國外技術。這樣一來，升級成本就降下來了，能讓更多育種工作者用得上、用得起。”李智說。

芯片做好了，如何精准解析數據，又是一個難題。“我們自主研發了高精度固相基因芯片掃描設備，掃描又快又准。高通量掃描儀還能搭載自動化工作站，實現自動化檢測，大大節省了人力成本。”李智指著旁邊的掃描設備說，“還有配套試劑，都是專門為這個芯片量身定制的，和芯片、掃描儀高度兼容，能確保檢測流程順暢，結果准確。”

產品推廣初期，質疑聲一直沒斷過：“你們真能自己做出來？”“是不是用了國外技術？”面對質疑，團隊用數據說話，用驗証回應。李智回憶，當客戶最終確認芯片性能完全自主、指標達到國際先進水平時，那份成就感難以言表。

2026年中央一號文件明確提出，深入實施種業振興行動，加快選育和推廣突破性品種，推進生物育種產業化。“生物育種”連續第6年寫進中央一號文件，這為團隊的工作注入了更多動力。

“現在，我們已經形成了覆蓋豬、雞、牛、羊等主要畜禽，以及小麥、玉米、大豆、水稻、油菜等關鍵作物的產品矩陣。”李智語氣堅定，“未來，我們還要繼續深耕，讓國產芯片不僅服務於中國育種，也能為全球生物育種產業提供支撐，讓‘中國芯’照亮更多育種人的路。”