甘蔗高产优质育种有了“基因资源地图”
创始人
2026-02-13 15:41:47
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日前，我科研团队在国际学术期刊《科学》发表论文《多尺度泛基因组图谱赋能混合倍性甘蔗的基因组解析》，首次构建覆盖现代甘蔗主栽品种及其野生祖先物种的多尺度图泛基因组，为甘蔗高产优质育种提供了全新“基因资源地图”与核心分析工具。这项研究成果由广西大学张积森团队牵头，联合福建农林大学、云南省农业科学院等单位共同完成。
作为全球关键经济作物，甘蔗承载着重要农业经济价值。现代栽培甘蔗源于百余年前高糖热带种与高抗逆野生种的杂交回交，其基因组具有倍性高、染色体数量多、结构变异频繁、重复序列高度富集等极端复杂特征。这一特性导致传统单一线性参考基因组难以精准解析甘蔗遗传结构与等位剂量信息，测序数据常出现比对困难、信息丢失等问题，传统“单一线性基因组”研究范式已无法满足复杂多倍体作物的科研需求，建立全新基因组参考与分析体系成为行业迫切诉求。
面对这一技术瓶颈，张积森团队在前期成功构建现代栽培甘蔗超复杂基因组及近缘种高质量基因组的基础上，突破传统单一参考基因组分析框架，创新建立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，成功捕获约82%的遗传多样性，较单一参考基因组约34%的覆盖水平实现质的飞跃。这一突破性策略不仅大幅提升了数据覆盖率，更构建起跨种群、跨倍性的统一无偏基因组学解析框架，为复杂作物研究提供了全新方法论。
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高度评价：“该研究彻底颠覆了甘蔗基因组‘不可解’的传统认知，为甘蔗这一高复杂度基因组作物迈向可设计育种提供了通用技术路线，更为小麦、苜蓿、马铃薯等复杂多倍体作物的精准改良树立了重要范式。”
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