大豆作为全球重要的粮油兼用经济作物，其育种技术发展对保障粮食安全和农业可持续发展具有战略意义。大豆SNP育种芯片能够显著缩短育种周期，但现有传感机制面临单碱基识别信号易受干扰、低丰度突变识别、探针标记不可逆等瓶颈。亟需开展大豆SNP育种芯片传感机制创新研究，为建立高通量的育种芯片提供理论和技术支撑。

为此，中国科学院东北地理与农业生态研究所大豆功能基因组学学科组创新性提出了竞争性探针设计策略来扩大SNP检测窗口、识别单碱基突变和提升SNP特异性和灵敏度，重点突破低丰度靶标捕获及抗干扰信号转导等关键技术，从而有效放大检测信号以适应复杂样本背景，有望解决大豆样本SNP检测面临的挑战，为分子育种提供高效工具，为育种芯片传感提供新机制。

图1. （A）比率信号扩增输出窗口、（B）桥联探针识别SNP以及（C）大豆基因组提取与检测示意图

以上研究成果发表在分别发表在Chemical Engineering Journal（中国科学院1区，IF=13.4），Sensors & Actuators B: Chemical（中国科学院1区，IF=8.0）、Analytical Chemistry（中国科学院1区，IF=6.8）和Talanta（中国科学院2区，IF=5.6）等国际期刊上，研究由中国科学院东北地理与农业生态研究所张云山助理研究员（第一作者）、叶景副研究员（第一作者）、联培硕士生黄拓（共同第一作者）、联培硕士生卜思思（共同第一作者）、联培硕士生刘春艳（共同第一作者），张迪鸣研究员（通讯作者）和冯献忠研究员（通讯作者）等人共同完成。本研究受生物育种-国家科技重大专项（2023ZD0403603和2023ZD0403201）、国家自然科学基金项目（62304206，32488102和U21A20215）、中国科学院东北地理与农业生态研究所项目（E455S505）共同资助。

论文信息及链接如下：

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.