東北地理所在育種芯片傳感機制研究方面取得進展
大豆作為全球重要的糧油兼用經(jīng)濟作物，其育種技術發(fā)展對保障糧食安全和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。大豆SNP育種芯片能夠顯著縮短育種周期，但現(xiàn)有傳感機制面臨單堿基識別信號易受干擾、低豐度突變識別、探針標記不可逆等瓶頸。亟需開展大豆SNP育種芯片傳感機制創(chuàng)新研究，為建立高通量的育種芯片提供理論和技術支撐。
為此，中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所大豆功能基因組學學科組創(chuàng)新性提出了競爭性探針設計策略來擴大SNP檢測窗口、識別單堿基突變和提升SNP特異性和靈敏度，重點突破低豐度靶標捕獲及抗干擾信號轉導等關鍵技術，從而有效放大檢測信號以適應復雜樣本背景，有望解決大豆樣本SNP檢測面臨的挑戰(zhàn)，為分子育種提供高效工具，為育種芯片傳感提供新機制。
圖1. （A）比率信號擴增輸出窗口、（B）橋聯(lián)探針識別SNP以及（C）大豆基因組提取與檢測示意圖
以上研究成果發(fā)表在分別發(fā)表在Chemical Engineering Journal（中國科學院1區(qū)，IF=13.4），Sensors & Actuators B: Chemical（中國科學院1區(qū)，IF=8.0）、Analytical Chemistry（中國科學院1區(qū)，IF=6.8）和Talanta（中國科學院2區(qū)，IF=5.6）等國際期刊上，研究由中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所張云山助理研究員（第一作者）、葉景副研究員（第一作者）、聯(lián)培碩士生黃拓（共同第一作者）、聯(lián)培碩士生卜思思（共同第一作者）、聯(lián)培碩士生劉春艷（共同第一作者），張迪鳴研究員（通訊作者）和馮獻忠研究員（通訊作者）等人共同完成。本研究受生物育種-國家科技重大專項（2023ZD0403603和2023ZD0403201）、國家自然科學基金項目（62304206，32488102和U21A20215）、中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所項目（E455S505）共同資助。
論文信息及鏈接如下：
Jing Ye1,Chunyan Liu1,Yunshan Zhang,Xianzhong Feng*,Diming Zhang*,Competitive bridge probes for electrochemical analysis of diverse DNA variants in nanoenzyme-enhanced assay,Chemical Engineering Journal (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.161991
Yunshan Zhang1,Tuo Huang1,Fang Yang,Qianglong Tan,Jing Ye,Xianzhong Feng*,and Diming Zhang*,Entropy-Driven Circuit Integrated with Ligases to Regulate DNAAuNP Network Disintegration for Colorimetric Detection of SingleNucleotide Polymorphisms,Analytical Chemistry (2025). DOI: 10.1021/acs.analchem.4c06146
Yunshan Zhang1,Sisi Bu1,Fang Yang,Tuo Huang,Hao Dong,Jing Ye,Wenlin Xie,Xianzhong Feng* and Diming Zhang*,Expand detection windows for identifying single nucleotide polymorphisms using a competitive toehold-mediated strand displacement ratiometric sensing platform,Sensors and Actuators: B. Chemical,(2025). DOI: 10.1016/j.snb.2025.137666
Jing Ye1,Xiaoyu Zhang1,Chunyan Liu1,Yunshan Zhang,Xianzhong Feng*,Diming Zhang*. An electrochemical biosensing platform initiated simultaneously from multi-directions with programmable enzyme-free strategy for DNA variant detection. Talanta,(2025). 10.1016/j.talanta.2025.127809.
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