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廣西大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近日宣布成功破解了現(xiàn)代甘蔗栽培種——新臺(tái)糖22號(hào)的基因組密碼，揭示了甘蔗高度復(fù)雜的異源同源非整倍體基因組及其演化機(jī)制，該研究成果于1月初發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳學(xué)》上。中國(guó)工程院院士張獻(xiàn)龍說(shuō)，該基因組的解析進(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，有助于推動(dòng)我國(guó)甘蔗生物育種研究快速發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)甘蔗育種升級(jí)。
圖為發(fā)表在《自然·遺傳學(xué)》上的現(xiàn)代甘蔗栽培種基因組框架圖譜。（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)室供圖）
新臺(tái)糖22號(hào)曾連續(xù)15年位居我國(guó)甘蔗種植面積首位，我國(guó)90%以上的第四代和第五代甘蔗品種以新臺(tái)糖22號(hào)作為親本進(jìn)行培育。中國(guó)科學(xué)院院士劉耀光表示，此次解析出的新臺(tái)糖22號(hào)基因組是迄今為止組裝質(zhì)量最高、最完整的現(xiàn)代甘蔗栽培種基因組。
專(zhuān)家介紹，甘蔗基因組中既有“高貴種”基因，也有“細(xì)莖野生種”基因，而且經(jīng)過(guò)了多輪雜交培育，它的基因組堪稱(chēng)一部復(fù)雜的“天書(shū)”。中國(guó)科學(xué)院院士韓斌說(shuō)，過(guò)去發(fā)布的一些甘蔗基因組草圖存在大量嵌合組裝以及染色體不完整、序列高度片段化等問(wèn)題，導(dǎo)致現(xiàn)代甘蔗栽培種基因組的真實(shí)全貌仍未揭開(kāi)。
“這項(xiàng)研究就像是為甘蔗基因組繪制了一張?jiān)敱M的‘地圖’。過(guò)去，因?yàn)椤貓D’模糊，我們只能大致確定方向；而現(xiàn)在，這張‘地圖’上的每條街道甚至每個(gè)房間都清晰可見(jiàn)?！睆V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)室主任張積森說(shuō)。
在此之前，甘蔗育種主要依賴(lài)傳統(tǒng)的雜交育種方法，憑借經(jīng)驗(yàn)選擇親本進(jìn)行雜交，并觀(guān)察后代的表現(xiàn)，這種方法周期長(zhǎng)、效率低。如今有了基因組學(xué)的加持，科學(xué)家們可以根據(jù)基因組“地圖”，精確地找到與甘蔗產(chǎn)量和糖度緊密相關(guān)的基因，并對(duì)其進(jìn)行改良和優(yōu)化。
“隨著基因組學(xué)技術(shù)在甘蔗育種領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，未來(lái)有望使甘蔗的產(chǎn)量更高、糖度更甜、抗病能力更強(qiáng)?！睆埛e森說(shuō)。
