在这里，种子可以“量身定制”
——探访河北瞪羚企业④
一堆种子摆在面前，哪个长得快？哪个产量高？哪个品质好？传统育种要在田间“望闻问切”找答案，至少需要3个月，而在石家庄博瑞迪生物技术有限公司，只需要7至14天。
这是如何做到的？
博瑞迪打破国外技术垄断，成功研发出液相芯片检测技术，大幅缩短种子选育时间，提高选育准确性。成立8年来，博瑞迪科技创新节节高，年营收大踏步增长，获评石家庄市瞪羚企业。
近日，在石家庄博瑞迪生物技术有限公司，工作人员在记录作物生长情况。河北日报记者 米彦泽摄
打通育种芯片堵点
博瑞迪创始人张嘉楠很庆幸8年前作出的那个决定。
在成立博瑞迪以前，张嘉楠当了6年的谷子育种研究员。当时，他们通过作物的田间表现来判断和筛选种子，这种传统育种方法犹如大海捞针，成本高、工作量大。
“其实，那时候国外早就用上了分子育种技术，可直接从基因层面去判断一个作物材料是否具有优质性状，像设计工业产品那样设计农作物品种，实现从经验育种到定向高效精确育种转变，让育种选择周期从8到10年缩短至2到5年。”张嘉楠说，但在国内，基因检测使用的进口固相芯片价格高昂，且受制于人，分子育种技术难以普及。
张嘉楠曾参与医学领域基因检测工具——液相芯片的开发，但成本很高。他有个大胆的想法，降低成本，将液相芯片落地农业。
2017年4月，他选择停薪留职，成立石家庄博瑞迪生物技术有限公司。博瑞迪是育种的英文breeding的音译，公司的使命就是振兴民族种业。
尽管液相芯片在医学领域已经成功应用，但在农业领域还是空白，如何得到业内认可？
找权威育种专家！张嘉楠左思右想，敲开了分子育种践行者、中国农科院作物科学研究所专家徐云碧的办公室。
没想到，徐云碧对他们的想法非常感兴趣，双方约定，先从玉米育种着手，合作研发液相芯片，验证技术可行性，将成本从当时市场上的500元降到200元以内。
张嘉楠兴冲冲回到公司，开始专心攻关。但现实却给他泼了一盆冷水。接下来8个月的试验全部失败。试验中液相芯片表现很差，连检测准确性都不能保证，更不用说降低成本了。
一次次失败，一次次从头再来。张嘉楠和团队天天泡在实验室，一点儿一点儿地改进，但还是不够理想。
按照约定，2018年3月中旬，张嘉楠要当面跟徐云碧汇报项目进度。“是不是交付不了了？”临行前一晚，他不甘心，决定去实验室再做一遍试验。
“关键位中靶率57%。”等新数据出现的时候，张嘉楠跳了起来，过去最多只能做到10%，新数据提高了一大截。他粗略估算，成本能控制在200元以内，各项数据还有提升空间，成功在望！
随后，他们增加了样本测试，继续优化产品。3个月后，首款液相芯片面世。相比固相芯片，使用液相芯片育种成本更低、周期更短、准确度更高。目前，博瑞迪可以帮助客户平均缩短合格种源培育周期50%以上，选择准确率提高20%至30%，成本降低90%以上。
每年研发投入不低于营业收入的15%
近日，记者走进博瑞迪分子育种智慧实验室，看到一个个机械臂灵活地将样本从堆叠站取下，送入检测仪器，完成DNA（脱氧核糖核酸）提取、质检、文库构建、测序等流程。
整条生产线只需1名技术人员更换耗材和试剂，中间的操作步骤全部经机械臂传输，在各个自动化设备上根据预设程序完成。
实验室工作人员徐子璇说，实验室使用的是他们自主研发的无人值守分子育种智慧实验室系统，能够满足育种检测全环节和全流程的自动化、信息化、智能化需求。产出数据也能实现标准化，便于后续处理和分析。
研发出第一款液相芯片后，博瑞迪一直在奔跑。2019年，尽管市场需求还没有上百万量级，但张嘉楠看得远：“随着检测成本逐步下降，市场需求将会释放。”当时的单机设备效率低，主要靠人工操作，产量有限，博瑞迪打算建设一条智能化高通量检测产线。
市场上没有现成设备，就与相关设备厂家联合研发；
硬件还需搭配软件系统，就成立团队一点点攻关；
设备将DNA片段化效果不佳，就转变思路研发出液体试剂；
…………
2023年7月，无人值守分子育种智慧实验室系统投用，年样本检测量可达200万份。有了“金刚钻”，敢揽“瓷器活”。2024年博瑞迪检测样本70万份，是2019年至2022年检测样本数量的总和。
“我们的研发人员占到公司员工总数的35%，每年的研发投入不低于营业收入的15%。”张嘉楠说，2023年，他们开始布局海外市场，在荷兰、英国、美国建设了检测实验室。
目前，博瑞迪已自主开发580多款液相芯片产品，涉及农作物、畜牧、水产等200个物种领域，累计检测样本超200万份。2024年，博瑞迪获评专精特新“小巨人”企业。
根据客户需求“量身定制”农作物品种
透过博瑞迪高速生长实验室的玻璃窗，记者看到有的玉米幼苗吐露新芽，有的玉米苗长到了膝盖高，还有的叶子变黄即将收获。
这里为何有不同生长阶段的玉米？张嘉楠说，他们已经开始向CRO（合同研发组织）方向拓展，根据客户需求“量身定制”农作物品种。
2023年，他们在市场调研中发现，就算拿到了检测数据，有的客户也不会分子育种。而博瑞迪有技术、有人才，还有检测优势，从事分子育种更为便捷。
张嘉楠从手机里翻出一张照片，左边的玉米叶子枯黄，右边的玉米叶子翠绿、长势喜人。
2023年11月，博瑞迪接到第一个“量身定制”订单，为一个具备产量高、抗倒伏等性能的玉米品种增加抗南方锈病的能力。
一般改良一个新品种需要6年，博瑞迪开发的新技术只需18个月就培育出了多抗、稳产、高产的抗病新品种。
“右边的玉米就是新品种。”张嘉楠说，2024年3月，他们在海南召开了观摩会，邀请育种专家、种业公司等到玉米地现场观摩，现场不少客户下了订单。
“玉米胚被提取后，放在培养基上就能长出幼苗，比传统方式节省近20天的时间。”研发中心工程师王子轩说，这较常规历经玉米脱粒、晒干等环节再种植又节省了不少时间。在实验室里，可以不受气候限制，滚动种植、收获，实现一年种植四季玉米。
以前需要幼苗长大、结果了才能综合判断是否携带目标基因，这最少需要3个月。如今，通过博瑞达的液相芯片基因检测技术，只需一片幼苗叶子，5至7天就能准确判断其是否携带目标基因。
王子轩说，高速生长实验室这批玉米苗，就是参考前几天出炉的检测结果，结合玉米苗长势，从1500株玉米苗中选出来的。数据显示，这一代已达到目标种子要求。
目前，博瑞达接到了20多个客户的50多个品种改良订单，他们扩建的1800平方米的高速生长实验室拟今年投用。（河北日报记者 米彦泽 贾楠）
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