广西大学科研团队获得迄今为止最高质量现代栽培甘蔗基因组

中国青年报客户端讯（郑全 中青报·中青网记者 谢洋）记者从1月4日广西大学召开的新闻发布会上获悉，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种甘蔗新台糖22号（XTT22）的复杂基因组结构，获得了迄今为止组装质量最高、最完整的现代栽培甘蔗基因组。该研究奠定了我国在甘蔗前沿基础研究领域的国际领先地位，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。1月3日，相关研究成果发表在国际权威学术期刊《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上。

亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室的首席科学家刘耀光院士介绍，甘蔗是基因组最为复杂的大宗作物之一。虽然基因组学技术的进步推动了小麦、棉花等天然异源多倍体基因组的解析，但甘蔗基因组的解析依然困难重重。其两个亚基因组高度不平衡，且存在高比例的非同源重组，同源组染色体在10~12条之间，是世界上最具挑战的基因组之一。

百年来的育种历史中，两个原始种亚基因组形成极高倍性和随机的染色体重组，给现代栽培甘蔗基因组的解析带来了极大的挑战。甘蔗基因组研究前后经历了近30年的漫长过程，自20世纪90年代甘蔗基因组表达序列标签计划启动以来，巴西、法国、中国、澳大利亚、美国等国家联合实施，开展了甘蔗基因组领域的攻关。

刘耀光院士表示，虽然我国甘蔗全基因组研究于2010年前后才开展，但在国际上研究进展最快。其中，广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室张积森研究团队于2018年解析了首个完整的同源多倍体甘蔗割手密种（野生种）基因组，这一里程碑式的工作标志着甘蔗基因组研究进入了新时代。随后该团队在2022年，系统阐明了甘蔗割手密种的种质资源演化、2023年又解析了完整甘蔗复合体基因组，为超复杂的异源同源非整倍体的现代栽培甘蔗研究奠定了重要的基础。近期，张积森研究团队在《自然遗传学》上发表题为《现代栽培甘蔗的高倍体复杂基因组与近期异源多倍演化》的研究论文，解析了现代栽培种甘蔗新台糖22号基因组，多倍体遗传位点定位的成功实践是该领域的重要突破。该测序的品种（新台糖22号）是我国第三代主栽品种（种植面积曾达到85%以上），也是目前第四代主栽品种培育过程中的最重要的亲本。张积森团队在甘蔗复杂多倍体基因组及其遗传研究的原创性、系统性工作，开创了栽培甘蔗生物学研究的新篇章。

张积森教授表示，其团队组装出了迄今为止最高质量的异源同源非整倍体超复杂现代栽培甘蔗完整基因组，相当于获得了一张更精细的基因组“藏宝图”。“在以后育种工作中，我们根据基因组和遗传群体，能找到一些重点相关的基因作为重要候选。这一成果可望将未来甘蔗育种的周期缩短，开启基因组选择育种。”