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1月4日，記者從廣西大學(xué)獲悉，該校亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張積森教授團(tuán)隊(duì)深入剖析了現(xiàn)代栽培甘蔗新品種——新臺(tái)糖22號(hào)（XTT22）的復(fù)雜基因組結(jié)構(gòu)，揭示了異源多倍化后兩個(gè)亞基因組的表達(dá)水平變化規(guī)律，并深入探討了與甘蔗重要性狀緊密相關(guān)的基因遺傳機(jī)制。此研究為甘蔗的基因組功能解析提供了新的視角，為今后甘蔗育種提供了理論依據(jù)。相關(guān)研究成果于1月3日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳學(xué)》雜志上。
廣西大學(xué)現(xiàn)代甘蔗栽培種基因組與種質(zhì)資源演化研究成果新聞發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)?？萍既?qǐng)?bào)記者 韋秋瑩 攝
甘蔗有100多年的雜交育種歷史，是世界上最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，是生產(chǎn)糖、乙醇以及生物能源的重要來(lái)源。現(xiàn)代栽培甘蔗來(lái)自?xún)蓚€(gè)甘蔗原始種（高貴種和割手密種）的種間雜交和多代回交，具有優(yōu)異的產(chǎn)量和較強(qiáng)抗逆性。但由于其基因組復(fù)雜且存在顯著的多倍性問(wèn)題，現(xiàn)代栽培甘蔗的基因組特征與農(nóng)業(yè)性狀的研究仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
張積森團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主研發(fā)的多倍體組裝算法，構(gòu)建了迄今為止最高質(zhì)量的異源同源非整倍體超復(fù)雜的現(xiàn)代栽培種甘蔗新臺(tái)糖22號(hào)（XTT22）基因組，為甘蔗的功能基因組學(xué)研究和生物育種研究奠定了重要的基礎(chǔ)。該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了復(fù)雜多倍體的亞基因組分型方法，揭示了現(xiàn)代栽培種甘蔗的亞基因組顯性表達(dá)模式，為復(fù)雜多倍體的亞基因組研究提供了范例。
張積森團(tuán)隊(duì)研究還發(fā)現(xiàn)在異源多倍體化過(guò)程中，現(xiàn)代栽培種甘蔗基因組震動(dòng)影響了轉(zhuǎn)錄組的動(dòng)態(tài)表達(dá)，為多倍體亞基因組間的協(xié)同調(diào)控研究提供了新的見(jiàn)解。首次揭示了高度復(fù)雜的異源同源非整倍體甘蔗的超分離遺傳模式，為復(fù)雜多倍體的遺傳以及非孟德?tīng)柺竭z傳的研究提供重要的理論基礎(chǔ)和新的探索方向。
同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還系統(tǒng)解析了現(xiàn)代栽培種甘蔗的百年育種歷史，揭示了甘蔗重要農(nóng)藝性狀的選擇過(guò)程，為未來(lái)突破性甘蔗品種育種提供了重要指導(dǎo)；基于該基因組通過(guò)關(guān)聯(lián)分析鑒定到了甘蔗糖分性狀的關(guān)鍵基因，為復(fù)雜多倍體的功能基因挖掘提供了范例，也為甘蔗高糖性狀的遺傳改良提供了重要的理論依據(jù)。
“對(duì)XTT22基因組的解析進(jìn)一步奠定了我國(guó)在甘蔗前沿基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位，引領(lǐng)了現(xiàn)代栽培種甘蔗育種研究進(jìn)入基因組學(xué)時(shí)代，也必將推動(dòng)我國(guó)甘蔗生物育種研究的快速發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)甘蔗育種升級(jí)。”中國(guó)工程院院士張獻(xiàn)龍?jiān)u價(jià)說(shuō)。
