近日，遗传学领域国际著名期刊《Theoretical and Applied Genetics》在线发表河北农业大学马峙英教授团队联合华智生物、国欣种业研发的棉花育种芯片“棉芯一号”新成果（MianxinNo.1: A modern cultivar genome-informed SNP array based on cGPS technology for genomics-assisted breeding in cotton）。基于河北农业大学前期发掘的一系列棉花重要性状遗传变异位点/基因和华智生物自主研发的Genotyping by Pinpoint Sequencing of liquid captured targets（cGPS）靶向基因型测序技术，以及国欣种业棉花生物育种实践检验，成功研制出棉花10K育种液相芯片“棉芯一号”，并获得国家发明专利（一种棉花10K功能位点育种芯片及其应用，ZL202510651038.3）。其特点是高通量、成本低（70元/样本），提供从样本到预测一站式服务，适用于育种性状鉴定、亲本选配、辅助选择、定向改良、基因聚合、设计育种等。目前已经被全国棉花主产区的20多家科研和企业单位应用，完成3000余份育种材料的鉴定。
“棉芯一号”包含从已知功能基因、性状相关QTL和SNP等标记中，筛选并鉴定出3981个早熟性、铃重、衣分、纤维长度、纤维强度、抗病、抗虫、耐盐、抗除草剂等13个重要性状紧密连锁的SNP位点/基因，以及基于1081份涵盖国内外的品种资源基因组重测序数据和现代陆地棉栽培品种“农大棉8号”高质量参考基因组，系统筛选的7178个代表性SNP背景标记（Nat Genet 2018, 2021; Plant Biotechnol J 2021; Theor Appl Genet 2021, 2023; Mol Breed 2020; Genomics 2024, 2025）。
采用BayesC和Bayesian Lasso两种模型，对419份棉花种质、10978个SNP标记和26个表型性状进行系统评估，表明“棉芯一号”具有良好的基因组选择应用潜力。在最优过滤条件下，BayesC模型对衣分和纤维长度等性状的预测准确率达0.71–0.72；Bayesian Lasso模型也展现出相似的精度和更高的效率。
“棉芯一号”芯片位点在基因组均匀分布及性状位点效应关系利用“棉芯一号”对审定品种“冀农大36号”“冀农大棉25号”“新陆中78号”等进行基因型分析，揭示了各品种在目标性状上的优异变异聚合特征。“冀农大36号”作为高产多抗优质品种，抗黄萎病、高产、优质、耐低氮等性状遗传位点优势聚合；低酚棉品种“冀农大棉25号”在耐低氮、衣分方面优异变异100%固定，纤维长度优异变异亦达99.2%；“新陆中78号”在耐低氮、衣分上同样达到100%固定，抗黄萎病和抗蓟马的优异变异分别为75.6%和88.9%。检测结果为品种定向性状优化和种质育种利用提供了明确的分子依据。
利用“棉芯一号”对杂交组合（24S-3-259 × JND36）亲本及其杂种一代（F1，KB143）进行了孟德尔遗传一致性检验和目标位点杂合性分析。在5046个可检出的位点中，F1杂合检出准确率达99.13%，充分证实“棉芯一号”对杂合基因型检测的可靠性。进一步染色体杂合度分析显示，F1平均杂合率为11.3%，显著高于父本（1.6%）和母本（8.1%），其中A03和D05染色体杂合率接近90%，这两条染色体上携带与棉铃重相关的功能位点，表明目标性状等位基因已成功聚合。该研究结果为利用“杂合性”选育优良杂交种和聚合优良性状选育“纯合型”品种等分子设计育种提供了参考依据。
河北农业大学博士研究生张新雨、副教授孙正文和华智生物芯片专家曹明月为并列第一作者。该研究得到河北省教育科学研发项目（PTZX2026014）、国家生物育种重点项目（2023ZD04039、2022ZD04017），以及河北省重点研发计划项目（21326314D）、自然科学基金创新群体项目（C2026204271）、重点科技支撑计划项目（252N7501D-05）、棉花产业协同创新中心资助项目的支持。
“棉芯一号”应用服务：
https://www.higentec.com
论文链接：https://doi.org/10.1007/s00122-026-05305-7
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