近日，廣西大學(xué)傳來消息：該校亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張積森教授團(tuán)隊(duì)繪制出現(xiàn)代栽培種甘蔗高度復(fù)雜基因組，為今后甘蔗功能基因的挖掘提供了重要基礎(chǔ)性支撐。
這項(xiàng)重大研究成果，發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然遺傳學(xué)》上。張積森教授團(tuán)隊(duì)的研究，基于我國現(xiàn)代栽培甘蔗“明星品種”——“新臺糖22號”開展。這一品種的種植面積曾連續(xù)15年占到全國甘蔗種植總面積的85%以上，90%以上的第四代、第五代甘蔗品種都是其“后代”。
對“新臺糖22號”基因組進(jìn)行解析，絕非易事。據(jù)團(tuán)隊(duì)成員介紹，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，還經(jīng)過了不少于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)級增加。
“傳統(tǒng)雜交育種就像‘大海撈針’一樣，如今通過破解基因組密碼，未來可以‘定向撒網(wǎng)’，讓優(yōu)勢基因聚合。”張積森說，在研究過程中，團(tuán)隊(duì)也有不少有趣發(fā)現(xiàn)。
例如，高貴種和割手密種這兩個(gè)“祖先”物種，對“新臺糖22號”基因組的貢獻(xiàn)不一樣，占據(jù)大部分的高貴種在亞基因組的表達(dá)上優(yōu)勢明顯。這一發(fā)現(xiàn)，為甘蔗基因組功能解析打開了新大門。
不僅如此，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。在糖分性狀的研究中，團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)了與糖分密切相關(guān)的關(guān)鍵位點(diǎn)，并確認(rèn)“這些位點(diǎn)可能來源于割手密種”，為甘蔗的表型改良和優(yōu)化育種提供了新思路。
該研究成果實(shí)現(xiàn)了以廣西本地單位為第一完成單位在《自然遺傳學(xué)》期刊發(fā)文的重大突破，這也是該團(tuán)隊(duì)繼2018年、2022年、2023年對甘蔗基因組解析后取得的又一次新突破。
研究成果發(fā)布后，獲多名院士專家點(diǎn)贊。中國科學(xué)院院士劉耀光評價(jià)：“其進(jìn)一步奠定了我國在甘蔗前沿基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。”中國科學(xué)院院士韓斌點(diǎn)評，新臺糖22號基因組的解析對中國甘蔗育種有著深遠(yuǎn)的影響，多倍體遺傳位點(diǎn)定位的成功實(shí)踐是該領(lǐng)域的重要突破。中國工程院院士張獻(xiàn)龍也對該成果給予高度評價(jià)，認(rèn)為“它引領(lǐng)了現(xiàn)代栽培種甘蔗育種研究進(jìn)入基因組學(xué)時(shí)代”。
