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大豆作為全球重要的糧油兼用經濟作物，其育種技術發展對保障糧食安全和農業可持續發展具有戰略意義。大豆SNP育種芯片能夠顯著縮短育種周期，但現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生態研究所大豆功能基因組學學科組創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，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

以上研究成果發表在分別發表在Chemical Engineering Journal（中國科學院1區，IF=13.4），Sensors & Actuators B: Chemical（中國科學院1區，IF=8.0）、Analytical Chemistry（中國科學院1區，IF=6.8）和Talanta（中國科學院2區，IF=5.6）等國際期刊上，研究由中國科學院東北地理與農業生態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）、聯培碩士生黃拓（共同第一作者）、聯培碩士生卜思思（共同第一作者）、聯培碩士生劉春艷（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生態研究所項目（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.