http://m.jyb.cn/rmtzcg/xwy/wzxw/202602/t20260206_2111444760_wap.html
2月6日，廣西大學(xué)召開(kāi)成果發(fā)布會(huì)，介紹廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院、廣西甘蔗生物育種實(shí)驗(yàn)室、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)室甘蔗生物育種團(tuán)隊(duì)在甘蔗基礎(chǔ)研究領(lǐng)域、新品種選育及甘蔗生物育種AI大模型等方面取得的重大進(jìn)展。該成果的重要部分《多尺度泛基因組圖譜賦能混合倍性甘蔗物種的基因組解析》（Multiscale pangenome graphs empower the genomic dissection of mixed-ploidy sugarcane species）已于當(dāng)日在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）雜志發(fā)表。
據(jù)介紹，廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院、廣西甘蔗生物育種實(shí)驗(yàn)室、亞熱帶國(guó)重室為論文的第一通訊單位和共同第一作者單位，福建農(nóng)林大學(xué)為共同第一作者單位和共同通訊單位，廣西大學(xué)張積森教授是第一通訊作者，福建農(nóng)林大學(xué)唐海寶教授為共同通訊作者，福建農(nóng)林大學(xué)黃育敏博士、廣西大學(xué)研究助理張以星以及廣西大學(xué)張清教授為共同第一作者，實(shí)現(xiàn)了以廣西本地單位為第一通訊單位兼共同第一作者單位在《科學(xué)》發(fā)文的重大突破。
亞熱帶國(guó)重室主任、廣西甘蔗生物育種實(shí)驗(yàn)室主任、農(nóng)學(xué)院院長(zhǎng)張積森教授介紹了甘蔗科研成果概況。張積森介紹，甘蔗作為全球重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，廣泛應(yīng)用于糖、酒精和生物能源的生產(chǎn)，具有重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值?，F(xiàn)代栽培甘蔗源于高糖的熱帶種甘蔗與高抗逆的野生甘蔗在百余年前的雜交回交，其基因組呈現(xiàn)倍性高、染色體數(shù)量多、結(jié)構(gòu)變異頻繁和重復(fù)序列高度富集等極端復(fù)雜特征。這使得傳統(tǒng)單一線(xiàn)性參考基因組難以準(zhǔn)確解析甘蔗的遺傳結(jié)構(gòu)和等位劑量信息，測(cè)序數(shù)據(jù)在分析過(guò)程中普遍存在比對(duì)困難和信息丟失。研究表明，傳統(tǒng)“單一線(xiàn)性基因組”范式已難以滿(mǎn)足甘蔗等復(fù)雜多倍體作物的研究需求，亟需建立新的基因組參考和分析體系。
為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)在前期成功構(gòu)建現(xiàn)代栽培甘蔗超復(fù)雜基因組以及甘蔗近緣種高質(zhì)量基因組的基礎(chǔ)上，突破傳統(tǒng)單一參考基因組分析范式，創(chuàng)新建立了多倍體感知的圖泛基因組分析體系，整合了4個(gè)甘蔗種的9套基因組，捕獲約82%的遺傳多樣性，顯著高于單一參考基因組約34%的覆蓋水平。這一策略帶來(lái)的改變，并不僅限于數(shù)據(jù)覆蓋率的提升，更為跨種群、跨倍性的基因組學(xué)解析建立了統(tǒng)一而無(wú)偏的分析框架。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出DosageGWAS方法，作為解析多倍體中劑量效應(yīng)的新策略，與傳統(tǒng)線(xiàn)性方法相比，在遺傳力估計(jì)與性狀位點(diǎn)檢出能力等方面均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)，成功定位多個(gè)與糖分、葉夾角性狀密切相關(guān)的候選基因，系統(tǒng)解析了糖分代謝等重要農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)。高粱族跨物種比較揭示了甘蔗與高粱在碳水化合物代謝與激素響應(yīng)通路上的趨同選擇現(xiàn)象。通過(guò)CRISPR功能驗(yàn)證，明確TB1為甘蔗分蘗的關(guān)鍵功能基因，高效敲除系表現(xiàn)出顯著更多分蘗、提前分蘗啟動(dòng)并伴隨產(chǎn)量提升。清晰展示了從“圖譜發(fā)現(xiàn)”到“功能驗(yàn)證”再到“育種靶點(diǎn)明確”的完整閉環(huán)。
發(fā)布會(huì)上，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布了廣西大學(xué)甘蔗智能育種大模型“西智蔗”（GXU-SmartCane）。該人工智能模型以育種決策與田間管理協(xié)同為主線(xiàn)，構(gòu)建了貫通“推薦—監(jiān)測(cè)—診斷—作業(yè)—評(píng)估”的一體化智能流程，支持智能問(wèn)答、田間管理決策和精準(zhǔn)植保等多種應(yīng)用場(chǎng)景，為甘蔗產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化升級(jí)提供了重要技術(shù)支撐。
