APP 中國(guó)三勺糖，兩勺自廣西。廣西是中國(guó)蔗糖主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)糖約占全國(guó)三分之二，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)。1月4日廣西大學(xué)宣布該校亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張積森教授科研團(tuán)隊(duì)成功破解了現(xiàn)代栽培甘蔗品種——新臺(tái)糖22號(hào)（XTT22）的基因組密碼，獲得了迄今為止組裝質(zhì)量最高、最完整的現(xiàn)代栽培甘蔗基因組，實(shí)現(xiàn)了多倍體遺傳位點(diǎn)定位的重要突破。
事實(shí)上，甘蔗是基因組最為復(fù)雜的大宗作物之一，對(duì)新臺(tái)糖22號(hào)（XTT22）基因組進(jìn)行解析，也并非易事。百年來(lái)的育種歷史中，兩個(gè)原始種亞基因組形成極高倍性和隨機(jī)的染色體重組，給現(xiàn)代栽培甘蔗基因組的解析帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。一方面是該基因組由高貴種和割手密種這兩個(gè)“祖先”物種的種間雜交與多代回交而來(lái)，經(jīng)過(guò)了至少8代的雜交；另一方面，基因組遺傳背景高度復(fù)雜，工作量和工作難度指數(shù)級(jí)增加。
據(jù)了解，張積森教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的研究，基于我國(guó)現(xiàn)代栽培甘蔗品種——新臺(tái)糖22號(hào)（XTT22）開(kāi)展。這一品種的種植面積曾連續(xù)15年占據(jù)全國(guó)甘蔗種植總面積的85%以上，90%以上的第四代、第五代甘蔗品種都是其“后代”。此次研究剖析了新臺(tái)糖22號(hào)（XTT22）的復(fù)雜基因組結(jié)構(gòu)，揭示了異源多倍化后兩個(gè)亞基因組的表達(dá)水平變化規(guī)律，并深入探討了與甘蔗重要性狀緊密相關(guān)的基因遺傳機(jī)制。不僅如此，研究團(tuán)隊(duì)還挖掘出一個(gè)寶貝——與葉片大小相關(guān)的關(guān)鍵基因“NAL1”，這一基因能直接影響植株冠層面積，進(jìn)而間接影響產(chǎn)量。
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）
近年來(lái)廣西大學(xué)在甘蔗生物育種研究領(lǐng)域取得了諸多成果，建成了世界上科研機(jī)構(gòu)中規(guī)模最大的甘蔗育種基地約7000畝，構(gòu)建了最長(zhǎng)的甘蔗全產(chǎn)業(yè)鏈，保存了中國(guó)最豐富的甘蔗種質(zhì)資源。如今破解了“甜蜜”的基因密碼，為科學(xué)家們提供了基因組“地圖”，推動(dòng)中國(guó)甘蔗生物育種研究快速發(fā)展，奠定了中國(guó)在甘蔗前沿基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位。
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