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1月4日，記者從廣西大學獲悉，該校亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室張積森教授團隊深入剖析了現代栽培甘蔗新品種——新臺糖22號（XTT22）的復雜基因組結構，揭示了異源多倍化后兩個亞基因組的表達水平變化規律，并深入探討了與甘蔗重要性狀緊密相關的基因遺傳機制。此研究為甘蔗的基因組功能解析提供了新的視角，為今后甘蔗育種提供了理論依據。相關研究成果于1月3日發表在國際學術期刊《自然·遺傳學》雜志上。
廣西大學現代甘蔗栽培種基因組與種質資源演化研究成果新聞發布會現場。科技日報記者 韋秋瑩 攝
甘蔗有100多年的雜交育種歷史，是世界上最重要的經濟作物之一，是生產糖、乙醇以及生物能源的重要來源。現代栽培甘蔗來自兩個甘蔗原始種（高貴種和割手密種）的種間雜交和多代回交，具有優異的產量和較強抗逆性。但由于其基因組復雜且存在顯著的多倍性問題，現代栽培甘蔗的基因組特征與農業性狀的研究仍面臨著巨大的挑戰。
張積森團隊通過自主研發的多倍體組裝算法，構建了迄今為止最高質量的異源同源非整倍體超復雜的現代栽培種甘蔗新臺糖22號（XTT22）基因組，為甘蔗的功能基因組學研究和生物育種研究奠定了重要的基礎。該團隊還開發了復雜多倍體的亞基因組分型方法，揭示了現代栽培種甘蔗的亞基因組顯性表達模式，為復雜多倍體的亞基因組研究提供了范例。
張積森團隊研究還發現在異源多倍體化過程中，現代栽培種甘蔗基因組震動影響了轉錄組的動態表達，為多倍體亞基因組間的協同調控研究提供了新的見解。首次揭示了高度復雜的異源同源非整倍體甘蔗的超分離遺傳模式，為復雜多倍體的遺傳以及非孟德爾式遺傳的研究提供重要的理論基礎和新的探索方向。
同時，該團隊還系統解析了現代栽培種甘蔗的百年育種歷史，揭示了甘蔗重要農藝性狀的選擇過程，為未來突破性甘蔗品種育種提供了重要指導；基于該基因組通過關聯分析鑒定到了甘蔗糖分性狀的關鍵基因，為復雜多倍體的功能基因挖掘提供了范例，也為甘蔗高糖性狀的遺傳改良提供了重要的理論依據。
“對XTT22基因組的解析進一步奠定了我國在甘蔗前沿基礎研究領域的國際領先地位，引領了現代栽培種甘蔗育種研究進入基因組學時代，也必將推動我國甘蔗生物育種研究的快速發展，從而實現甘蔗育種升級。”中國工程院院士張獻龍評價說。
