超级泛基因组图谱揭示甘蔗遗传密码 加速高产优质品种培育

甘蔗是全球重要的糖料和能源作物,但其基因组结构异常复杂,长期困扰着科研工作者;与常见作物不同,甘蔗基因组同时具有同源、异源与非整倍体特征,被学术界认为是最难解析的植物基因组之一。复杂的基因组背景使传统的单一参考基因组分析难以胜任,限制了甘蔗性状解析与分子育种的推进。面对此类难题,广西大学张积森教授团队前期构建现代栽培甘蔗超复杂基因组以及甘蔗近缘种滇蔗茅高质量基因组的基础上,深入突破单一参考框架,建立了多倍体感知的图泛基因组分析体系。该体系整合4个甘蔗种的9套基因组数据,构建出覆盖更广、信息更完整的基因组图谱。相比传统方法,新图谱对遗传多样性的捕获能力明显提升,可覆盖约82%的遗传多样性,远高于单一参考基因组约34%的水平,使研究人员能够获得更全面、更准确的遗传信息。有关成果于2月6日在国际顶级学术期刊《科学》在线发表,显示我国在复杂作物基因组研究上取得新进展。该研究的应用潜力同样突出。农业农村部中国农村技术开发中心专员郑筱光表示,这项研究把甘蔗属基因组从难以读懂的“天书”变成育种人员可直接使用的“说明书”,让关键基因特征更清晰、性状关联更可追踪,从而提升育种效率,对增强我国甘蔗产业竞争力具有现实意义。放在更广的范围看,该研究影响也不限于甘蔗。中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心主任韩斌认为,这项工作刷新了学界对甘蔗属基因组“不可解”的固有印象,并为甘蔗设计育种提供了可借鉴的技术路线。同时,这个研究范式也为小麦、苜蓿、马铃薯等同样具有复杂多倍体特征的作物精准改良提供参考,具备进一步推广的空间。

从解析基因组到支撑育种应用,这项研究说明了基础科研与产业需求的衔接;在生物育种加速上升为国家战略布局的背景下,中国科学家正以原创性成果推动农业科技向前发展。当前沿组学技术走进传统作物研究,这场跨越时间的“对话”既指向更高效的育种实践,也为创新驱动发展提供了新的注脚。