推动甘蔗生物育种研究，科学家有新解

1月4日，记者从广西大学获悉，该校亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室张积森教授团队深入剖析了现代栽培甘蔗新品种——新台糖22号（XTT22）的复杂基因组结构，揭示了异源多倍化后两个亚基因组的表达水平变化规律，并深入探讨了与甘蔗重要性状紧密相关的基因遗传机制。此研究为甘蔗的基因组功能解析提供了新的视角，为今后甘蔗育种提供了理论依据。相关研究成果于1月3日发表在国际学术期刊《自然·遗传学》杂志上。

广西大学现代甘蔗栽培种基因组与种质资源演化研究成果新闻发布会现场。科技日报记者 韦秋莹 摄

甘蔗有100多年的杂交育种历史，是世界上最重要的经济作物之一，是生产糖、乙醇以及生物能源的重要来源。现代栽培甘蔗来自两个甘蔗原始种（高贵种和割手密种）的种间杂交和多代回交，具有优异的产量和较强抗逆性。但由于其基因组复杂且存在显著的多倍性问题，现代栽培甘蔗的基因组特征与农业性状的研究仍面临着巨大的挑战。

张积森团队通过自主研发的多倍体组装算法，构建了迄今为止最高质量的异源同源非整倍体超复杂的现代栽培种甘蔗新台糖22号（XTT22）基因组，为甘蔗的功能基因组学研究和生物育种研究奠定了重要的基础。该团队还开发了复杂多倍体的亚基因组分型方法，揭示了现代栽培种甘蔗的亚基因组显性表达模式，为复杂多倍体的亚基因组研究提供了范例。

张积森团队研究还发现在异源多倍体化过程中，现代栽培种甘蔗基因组震动影响了转录组的动态表达，为多倍体亚基因组间的协同调控研究提供了新的见解。首次揭示了高度复杂的异源同源非整倍体甘蔗的超分离遗传模式，为复杂多倍体的遗传以及非孟德尔式遗传的研究提供重要的理论基础和新的探索方向。

同时，该团队还系统解析了现代栽培种甘蔗的百年育种历史，揭示了甘蔗重要农艺性状的选择过程，为未来突破性甘蔗品种育种提供了重要指导；基于该基因组通过关联分析鉴定到了甘蔗糖分性状的关键基因，为复杂多倍体的功能基因挖掘提供了范例，也为甘蔗高糖性状的遗传改良提供了重要的理论依据。

“对XTT22基因组的解析进一步奠定了我国在甘蔗前沿基础研究领域的国际领先地位，引领了现代栽培种甘蔗育种研究进入基因组学时代，也必将推动我国甘蔗生物育种研究的快速发展，从而实现甘蔗育种升级。”中国工程院院士张献龙评价说。

记者 韦秋莹