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1月4日，廣西南寧，張積森教授在新聞發(fā)布會(huì)上介紹團(tuán)隊(duì)的主要科學(xué)發(fā)現(xiàn)。鄭全/攝
記者從1月4日廣西大學(xué)召開(kāi)的新聞發(fā)布會(huì)上獲悉，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)代栽培種甘蔗新臺(tái)糖22號(hào)（XTT22）的復(fù)雜基因組結(jié)構(gòu)，獲得了迄今為止組裝質(zhì)量最高、最完整的現(xiàn)代栽培甘蔗基因組。該研究奠定了我國(guó)在甘蔗前沿基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位，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)。1月3日，相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然遺傳學(xué)》（Nature Genetics）雜志上。
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)室的首席科學(xué)家劉耀光院士介紹，甘蔗是基因組最為復(fù)雜的大宗作物之一。雖然基因組學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了小麥、棉花等天然異源多倍體基因組的解析，但甘蔗基因組的解析依然困難重重。其兩個(gè)亞基因組高度不平衡，且存在高比例的非同源重組，同源組染色體在10~12條之間，是世界上最具挑戰(zhàn)的基因組之一。
百年來(lái)的育種歷史中，兩個(gè)原始種亞基因組形成極高倍性和隨機(jī)的染色體重組，給現(xiàn)代栽培甘蔗基因組的解析帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。甘蔗基因組研究前后經(jīng)歷了近30年的漫長(zhǎng)過(guò)程，自20世紀(jì)90年代甘蔗基因組表達(dá)序列標(biāo)簽計(jì)劃啟動(dòng)以來(lái)，巴西、法國(guó)、中國(guó)、澳大利亞、美國(guó)等國(guó)家聯(lián)合實(shí)施，開(kāi)展了甘蔗基因組領(lǐng)域的攻關(guān)。
劉耀光院士表示，雖然我國(guó)甘蔗全基因組研究于2010年前后才開(kāi)展，但在國(guó)際上研究進(jìn)展最快。其中，廣西大學(xué)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)室張積森研究團(tuán)隊(duì)于2018年解析了首個(gè)完整的同源多倍體甘蔗割手密種（野生種）基因組，這一里程碑式的工作標(biāo)志著甘蔗基因組研究進(jìn)入了新時(shí)代。隨后該團(tuán)隊(duì)在2022年，系統(tǒng)闡明了甘蔗割手密種的種質(zhì)資源演化、2023年又解析了完整甘蔗復(fù)合體基因組，為超復(fù)雜的異源同源非整倍體的現(xiàn)代栽培甘蔗研究奠定了重要的基礎(chǔ)。近期，張積森研究團(tuán)隊(duì)在《自然遺傳學(xué)》上發(fā)表題為《現(xiàn)代栽培甘蔗的高倍體復(fù)雜基因組與近期異源多倍演化》的研究論文，解析了現(xiàn)代栽培種甘蔗新臺(tái)糖22號(hào)基因組，多倍體遺傳位點(diǎn)定位的成功實(shí)踐是該領(lǐng)域的重要突破。該測(cè)序的品種（新臺(tái)糖22號(hào)）是我國(guó)第三代主栽品種（種植面積曾達(dá)到85%以上），也是目前第四代主栽品種培育過(guò)程中的最重要的親本。張積森團(tuán)隊(duì)在甘蔗復(fù)雜多倍體基因組及其遺傳研究的原創(chuàng)性、系統(tǒng)性工作，開(kāi)創(chuàng)了栽培甘蔗生物學(xué)研究的新篇章。
張積森教授表示，其團(tuán)隊(duì)組裝出了迄今為止最高質(zhì)量的異源同源非整倍體超復(fù)雜現(xiàn)代栽培甘蔗完整基因組，相當(dāng)于獲得了一張更精細(xì)的基因組“藏寶圖”?！霸谝院笥N工作中，我們根據(jù)基因組和遺傳群體，能找到一些重點(diǎn)相關(guān)的基因作為重要候選。這一成果可望將未來(lái)甘蔗育種的周期縮短，開(kāi)啟基因組選擇育種?！?/span>
