晨曦微露，十月初的清晨，西北农林科技大学国家肉牛改良中心还笼罩在一片薄雾之中，该校教授昝林森已带领团队成员穿梭于科研平台和育种基地之间，开始了一天的忙碌。他们仔细记录秦川肉牛的生长数据，认真评估遗传改良进展。

　　不久前，昝林森团队成功研发出我国首款专为中国黄牛定制的基因育种芯片——“中国黄牛1号”50K液相育种芯片，一举打破国外技术垄断。这款芯片能够高效、精准地检测数万个关键基因位点，堪称给牛进行“基因体检”。这不仅大幅降低了检测成本，更为我国肉牛种业的自主振兴提供了关键支撑。

　　育种芯片可以快速筛选基因

　　如果你有一片果园，想要从中找出哪棵果树最耐旱、结果最甜，传统做法需经年累月观察记录。而黄牛育种更是如此：挑选一头优质种牛，过去要靠肉眼观察体型、记录生长数据，甚至要等到它的后代长成之后，才能反推其遗传优劣——这一等，常常是5到8年。

　　而育种芯片的出现，彻底改变了这一境况。

　　据了解，育种芯片依托基于DNA探针的高通量基因分型技术。它就像一台“分子雷达”，能够快速扫描黄牛全基因组中数以万计的关键位点，精准识别黄牛的品种，并确认哪些个体携带高产、抗病等基因。

　　其工作原理并不复杂：芯片上固定着数万个已知序列的DNA探针。当来自黄牛血液或毛囊的DNA样本滴落至芯片，探针便如“智能鱼钩”一般，专门捕捉与之匹配的基因片段。随后，通过荧光或测序信号，计算机即可解析出这头牛的关键遗传信息。

　　“它本质上是一场基因层面的‘海选’。”团队成员、西北农林科技大学副研究员成功比喻道，“我们从基因组中标记出最重要的‘得分点’，快速筛选出‘高分学霸’。”

　　然而，长期以来，我国使用的育种芯片严重依赖进口。这些以欧美品种为背景设计的芯片，对中国地方黄牛特异性位点的覆盖率往往低于30%。“这就好比拿一张针对北欧人设计的身高基因检测试卷，来测试中国华南地区人群，结果自然不准。”昝林森说。

　　检测不精准，只是诸多问题之一。每头牛高达1200—1500元的检测成本，更让大多数养殖企业望而却步。

　　正因如此，研制中国人自己的黄牛芯片，不再是一项科研任务，更是一场事关种业自主的紧迫突围。

　　打造中国黄牛育种专用工具

　　研发国产黄牛芯片，没有捷径可走。

　　第一步，便是绘制中国人自己的黄牛基因“地图”。自2013年起，昝林森团队联合多家单位，对秦川牛、南阳牛、鲁西牛等中国黄牛品种进行了全基因组重测序。研究人员测序并整合了涵盖38个中国黄牛品种累计近30T数据，相当于数万部高清电影的数据规模。团队需要从这庞大的数据中，精准筛选出最具代表性的基因位点。

　　“我们发现，中国黄牛存在大量国外数据库未记录的遗传变异，这说明我国牛种资源具有显著的独特性。”昝林森说。这些变异，恰恰是决定黄牛肉质好、耐粗饲、抗逆性强的关键因素。

　　2021年，团队推出首款中国黄牛600K固相芯片，成功打破国外垄断。然而，他们很快意识到，固相芯片仍受制于国外技术架构，成本难以大幅降低。

　　于是，团队将目光投向了更灵活、更经济的液相芯片技术。

　　与传统方法将探针固定在玻璃片上的固相芯片不同，液相芯片是将探针标记在微球上，在溶液环境中完成靶向捕获与测序。这项技术的优势非常明显：成本更低、灵活性更高、可定制性更强。

　　“这项技术的难点在于如何确保在液相环境下靶向捕获的准确性与稳定性。”成功回忆道，团队通过不断优化探针设计、调整杂交体系，经历上百次试验，最终成功研发出“中国黄牛1号”50K液相育种芯片。

　　这款芯片浓缩了5万个核心位点，其中包括1.85万个与黄牛生长、肉质、繁殖、抗病等性状直接相关的功能位点。其检测成本降至每头牛150—300元，仅为固相芯片的15%左右，但准确率超过99%，且该芯片有开放性，国内企业可根据自身需求自主添加定制位点。

　　这意味着，中国黄牛育种真正意义上实现了“专用工具自主造”。

　　开启肉牛种业高质量发展大门

　　对中国黄牛产业而言，“中国黄牛1号”50K液相育种芯片带来的不仅是成本的降低，更是一场育种范式的变革。

　　在传统育种模式下，鉴定一头种公牛的价值需通过后裔测定：需将其女儿犊牛出生、成长、产犊乃至产肉性能数据进行全面汇总，整个过程至少耗时5年，人力物力投入巨大。而现在，通过育种芯片，只需抽取少量血液或毛囊样本，在三个月内即可获得该牛的基因组估计育种值，进而精准预测其遗传潜力。“相当于把五年的等待，压缩到了三个月以内。”成功说。

　　这项技术对于地方黄牛品种的保护与利用尤为关键。我国许多优良黄牛品种因长期缺乏科学选育，面临着遗传资源退化、混杂甚至消亡的风险。而现在，“中国黄牛1号”50K液相育种芯片可为不同品种建立基因身份证，实现精准保种和纯种扩繁。

　　目前，昝林森团队已在秦川牛、南阳牛等品种中完成了“中国黄牛1号”50K液相育种芯片验证。对28个样本检测结果显示，位点分型准确性高达99.9%，重复性良好，完全可满足大规模应用需求。

　　更令人兴奋的是，团队利用该芯片辅助选择，结合传统选育方法，不仅促进了秦川牛保种和提纯复壮工作，而且加强了对已成功培育出的秦川牛肉用新品系定向精准选育。这使得秦川牛及其肉用新品系的生长速度、产肉性能和肉脂品质大幅提升。2023年，秦川牛被农业农村部评为“全国十大优异畜禽遗传资源”。

　　这把看似微小的“基因钥匙”，正在打开中国肉牛种业高质量发展的大门。“这不仅仅是一个芯片，更是中国黄牛从资源优势走向产业优势的关键桥梁。”昝林森说。

　　“掌握基因科技的核心工具，意味着我们不再只是中国黄牛遗传资源的守护者，更是肉牛新种质的创造者。”昝林森介绍，“未来，团队计划针对我国地方黄牛单一品种或者抗逆性等特定性状进行专用芯片的开发，推动‘中国黄牛2号’‘中国黄牛3号’等系列芯片的研发。”