Hyper-seq 技术宣传册

封面页

突破极限：Hyper-seq 助力大数据育种变革一种极低成本、高效、灵活、高通量的DNA测序文库制备与基因分型技术

引言页

藏粮于技，种业腾飞粮食是社稷之本，种业是粮食之基。国家领导人强调：“只有用自己的手攥紧中国种子，才能端稳中国饭碗，才能实现粮食安全。”当前现代种业已进入常规育种、现代生物技术育种与信息化育种深度融合的“育种4.0”时代。然而，大群体测序成本居高不下，让“育种4.0”的前进步伐受阻。由海南大学夏志强团队原创研发的 Hyper-seq 技术，是一种极低成本、高效、灵活、高通量的 DNA 测序文库制备和基因分型方法。该技术的问世，标志着分子辅助育种与基因分型迈入了低成本、大数据、智能化的全新阶段。技术成果发表于 Cell Press 合作期刊 The Innovation，已获国际发明专利授权（专利号：No.2020/06979），并获得全国颠覆性技术大赛领域赛优秀奖、第一届“崖州湾杯”科技创新大赛一等奖等多项荣誉。截至目前，Hyper-seq 技术已为超过 40 家研究机构和高校提供技术服务，覆盖超过 50 个物种、50,000 份材料，成功应用于玉米、马铃薯、节节麦、木薯、水稻、小麦等主要作物，形成了成熟可靠的技术服务体系。

核心优势页

Hyper-seq 四大核心优势 ① 极低成本打破测序成本壁垒，让大规模群体研究不再受限。对于 1G 基因组样本，建库测序成本可低至每个样本不到 10 美元单个样本分析成本 50–150 元人民币（根据基因组大小调整测序覆盖度）较世界同类简化测序技术（GBS、RAD 等）和分子育种芯片技术成本降低 50% 以上 ② 极简高效一步 PCR，化繁为简，突破传统建库瓶颈。仅需一步 PCR，即可同时完成简化基因组、添加接头序列及扩增基因组序列整个建库时间缩短至 3–5 小时，远低于常规方法的 20 小时以上无需酶切、无需连接接头等繁琐步骤，DNA 样品质量要求低，甚至可直接使用新鲜叶片建库 ③ 灵活调控一“芯”多用，按需定制，精准满足多样化科研需求。通过使用不同 Hyper-seq 引物，可灵活调节标记密度，适应从小基因组到大基因组的各类物种内置三种核心模式：常规模式、极简模式和高密度模式，覆盖从育种筛选到性状定位的全场景 • ④ 高通量大规模并行处理，海量基因型数据快速产出。采用大规模 Barcode 混合测序策略，单次可完成 96 孔或 384 孔样本混合建库测序 1000 份水稻样品测序仅需一天完成完美匹配自动化流程，支持无人值守全自动化生产

技术原理页

Hyper-seq 技术原理三步合一，一步完成——重新定义测序文库构建 Hyper-seq 技术最核心的创新在于：将基因组简化、Barcode 添加和简化基因组序列扩增融合为单次 PCR 反应，彻底颠覆了传统测序建库“分步进行、环环相扣”的复杂模式。引物设计的精妙智慧 Hyper-seq 文库引物由四部分构成：固定碱基（CCGG/AATT）：精准锚定目标基因组扩增区域摆动碱基（H/V）：灵活调节基因组的简化程度随机碱基（N）：提升引物兼容性，适配多样本类型 Barcode 序列：赋予每份样本独立身份标识，支持后续高效拆分引物靶向 GC 富集区域，优先扩增外显子阅读框区段，在保证标记覆盖均一性的同时具有一定的基因区域富集效应，令测序数据更具生物学意义。非酶切建库——降低门槛，释放潜能 Hyper-seq 无需限制性内切酶酶切和条形码连接步骤，成功解决了基因组 DNA 片段非酶切直接测序的问题，大幅降低了对 DNA 样品质量的要求，样品兼容性极强。

技术路线页

全流程解决方案样本接收 → 建库测序 → 数据分析 → 应用落地第一步：DNA 提取新鲜叶片或任意 DNA 样品快速提取，对 DNA 质量要求极低第二步：一步 PCR 建库单次 PCR 反应，3–5 小时同时完成简化基因组、Barcode 添加和序列扩增第三步：混合测序等量混合纯化 250–500bp PCR 产物，96 或 384 个样本混合测序，有效避免数据量较大差异问题第四步：数据拆分与 SNP 检测通过 Barcode 识别拆分混合样本，高效检测全基因组 SNP 标记，实现基因型精准鉴定第五步：应用分析与决策支持依据项目需求开展遗传图谱构建、GWAS 关联分析、指纹图谱绘制或选择育种指导

应用场景页

Hyper-seq 十大核心应用领域 Hyper-seq 技术适用于各类物种（包括复杂大基因组）的重测序或简化测序，已广泛应用于作物遗传改良与育种研究的各个环节。 ① 作物遗传背景筛选与回交育种 Hyper-seq 可快速、低成本地筛选回交育种中的遗传背景，精准鉴定目标材料，大幅提升育种效率。新一代 Hyper-seq 配合 SeqFD 技术，专用于作物回交育种的遗传背景筛选、基因分型和标记辅助选择检测。 ② 核心种质资源评估与构建从庞大的种质资源库中快速筛选核心子集，以最少的样本量最大程度地保留整个群体的遗传多样性，为遗传资源高效利用和育种研究奠定基础。 ③ DNA 指纹图谱与品种鉴定基于 Hyper-seq 技术构建的 DNA 指纹图谱，准确性高、位点适应性强、成本低，可大规模进行品种资源多样性评估和纯度鉴定。该技术已获国家发明专利（专利号：ZL202010102817.5）。 ④ 全基因组关联分析（GWAS）在玉米、马铃薯、节节麦、木薯、水稻、小麦等多种作物中，Hyper-seq 检测到的分子标记数量远超传统育种芯片，标记覆盖均一性更优，为关键性状基因定位提供坚实基础。已成功应用于马铃薯块茎肉色关联基因研究和美人蕉叶片性状 GWAS 分析。 ⑤ 遗传图谱构建与 QTL 定位凭借灵活可调的标记密度，Hyper-seq 可按需构建不同密度的遗传图谱，精确锁定目标 QTL 位点。 ⑥ 分子标记辅助选择育种海量 SNP/InDel 标记为分子标记辅助育种注入源源不断的“大数据基因燃料”。 ⑦ 基因组选择育种通过构建全基因组选择模型，利用数万个分子标记预测育种材料的表现，实现超越传统育种的精准智能化育种。夏志强团队已联合构建育种材料模型，完成超过一万份热带物种资源的基因型解析，逐渐形成一套完整的全基因组选择育种体系。 ⑧ 生物安全防控与分子检测新一代 Hyper-seq、SeqFD 技术可用于生物安全防控的快速分子检测，为检验检疫提供高效技术手段。 ⑨ 目标关键基因与新候选基因定位结合 GWAS 结果，快速锁定目标性状相关的关键基因或新候选基因位点。 ⑩ 物种鉴定与分类通过基因组水平的分子标记比对，实现不同物种、亚种或品系的精准鉴定。

产品形态页

Hyper-seq 三种核心模式根据科研与育种实践的需求深度，Hyper-seq 提供三款精准适配的测序模式，让每一份投入都物尽其用。模式标记覆盖度适用场景特点 Hyper-seq-G 约 10% 基因组大部分物种常规育种研究最常规模式，平衡覆盖度与成本，适用于绝大多数育种应用 Hyper-seq-FD 0.0024%–4.2% 基因组复杂大基因组育种极简模式，专为小麦、马铃薯、玉米等大基因组物种开发，显著降低测序成本，让育种家负担得起 Hyper-seq-INC 约 60% 基因组（8 对引物）高精度性状定位高密度模式，标记密度高，覆盖均匀，精准定位目标性状位点配套产品与服务 ① Hyper-seq 建库试剂盒标准化的试剂盒产品，开放供应，支持科研单位自主建库测序。 ② 全自动高通量测序文库制备系统基于 Hyper-seq 技术打造的全自动化平台，整合 4 个高精度移液模块，集成 4 台 PCR 模块、酶标仪、抓手模块、堆栈模块等，实现从样本核酸提取到建库的一步到位无人值守全自动化运行，大幅提升精准度，减少人工成本与误差。 ③ 全国独家技术服务——三亚海古纪三亚海古纪生物科技有限公司已获得 Hyper-seq 技术全国独家成果转化实施许可，提供从实验设计、建库测序到数据分析的全链条一站式服务。 ④ Hyper-seq 专属生物信息分析流程已开发配套的 Hyper-seq 专用分析软件流程，支持海量基因型数据的自动拆分、比对、SNP 检测和下游分析，搭建规模化基因型分析平台。

典型成果页

Hyper-seq 项目案例与成果

宏大的项目验证 Hyper-seq 技术首发时，研究团队对 6 个物种的 2,094 份样品进行了建库测序及数据分析，数据证明其标记检测能力与育种芯片价值相当。
合作网络辐射全国 Hyper-seq 技术已成功应用于超过 30 家研究机构和高校，实际应用覆盖超过 50 个物种和 50,000 份材料，全面验证了技术的可靠性、稳健性与普适性。
代表性科研文章

马铃薯同源四倍体基因组研究（Plant Biotechnology Journal, 2022, IF=13.8）：利用 Hyper-seq 对 150 份四倍体马铃薯进行 GWAS 分析，成功揭示与块茎肉色显著相关的关键基因。
美人蕉科植物基因组研究（Frontiers in Plant Science, 2022, IF=6.627）：利用 Hyper-seq 对 241 份美人蕉材料进行分析，检测到 1,565 万个 SNP 和 InDel 标记，完成群体遗传结构与叶片性状 GWAS 分析。
槟榔果实形状 GWAS 研究（International Journal of Molecular Sciences, 2023, IF=5.599）：利用 Hyper-seq 对槟榔群体进行全基因组关联分析，定位调控果实形状的关键候选基因。

荣誉与认证国际发明专利授权（专利号：No.2020/06979） DNA 指纹图谱构建方法国家发明专利（ZL202010102817.5）-13 全国颠覆性技术大赛领域赛优秀奖-16 第一届“崖州湾杯”科技创新大赛一等奖-16

自动化与未来页

全自动化——Hyper-seq 的未来形态无人实验室系统：让育种进入“自动驾驶”时代夏志强团队已成功创建高效、快速的基因分型无人实验室系统。基于 Hyper-seq 技术打造的全自动高通量测序文库制备系统，整合了高精度移液模块、超高速均匀热循环模块、自动化反应体系构建模块与无人值守智能控制系统等关键技术，真正实现了从样本核酸提取到建库的全流程自动化。这不仅大幅提升了样本处理精度，更显著降低了人工成本与误差。智能化育种：数据驱动的大数据育种体系与传统分子育种相比，使用 Hyper-seq 技术获取作物全基因组数据后，结合大数据技术和人工智能算法，可将成千上万的分子标记和性状建立计算机模型，实现高效、精确的智能化大数据育种。夏志强团队正在积极打造一套从育种材料接收，到 Hyper-seq 建库测序，再到数据分析反馈的全产业链闭环，为种子研究装上“智力引擎”。 Hyper-seq 2.0 持续迭代夏志强团队原创研发两代超低成本基因型分型技术，新一代 Hyper-seq 和 SeqFD 技术已在基因功能挖掘及生物安全防控中发挥重要作用。未来，随着测序成本进一步降低，以及简捷、快速基因分型平台的持续开发，Hyper-seq 技术将使更多的全球非模式作物育种者受益，为全球种业发展贡献中国智慧。

合作联系方式页

联系我们，开启基因组大数据育种新篇章 Hyper-seq 技术——极低成本、高效、灵活、高通量的 DNA 测序文库制备与基因分型解决方案，来自海南大学夏志强团队。

全国独家技术服务合作

三亚海古纪生物科技有限公司（全国独家成果转化实施许可）
核心技术发明团队海南大学三亚南繁研究院“基因组与大数据育种”团队夏志强研究员/副院长及团队

封底页

让育种进入大数据时代 Hyper-seq：超低成本助力种业腾飞

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