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1月4日，廣西大學召開重要成果發布會，宣布張積森研究團隊成功破解了現代栽培甘蔗新品種——新臺糖22號（XTT22）的基因組密碼。這標志著甘蔗育種研究步入了新的時代，隨著基因組學技術在甘蔗育種領域的廣泛應用，未來有望培育出更多高產、高糖、抗病的甘蔗新品種。
該研究成果已于1月3日發表在《自然遺傳學》雜志上。
甘蔗基因組：從“天書”變“地圖”
作為基因組極為復雜的大宗作物之一，甘蔗基因組中既有高貴種的基因，又有細莖野生種的基因，加上其經過多輪雜交培育，因而它的基因組堪稱一部復雜的“天書”，給科研人員帶來了極大的挑戰。
自2012年成立以來，廣西大學甘蔗生物育種科研團隊一直致力于甘蔗生物育種領域的前沿基礎研究。此次研究的對象新臺糖22號（XTT22），是甘蔗界的“明星品種”，其種植面積曾連續15年占據我國甘蔗總面積的85%以上，且我國90%以上的第四代和第五代甘蔗品種，均由其作為親本培育而成。可以說，XTT22身上流淌著甘蔗家族的“高貴血脈”。
經過數年不懈努力，廣西大學科研團隊憑借自主研發的多倍體組裝算法，成功解析了新臺糖22號（XTT22）的基因組結構，這是目前質量最優、遺傳背景最為復雜的現代栽培種甘蔗基因組圖譜。
▲發表在《自然遺傳學》上的XTT22單倍型基因組的基因組特征。
“這項研究就像是為甘蔗基因組繪制了一張詳盡的‘地圖’。過去，因為‘地圖’陳舊，我們只能大致確定方向；而現在，這張‘地圖’上的每條街道甚至每個房間都清晰可見。”亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室主任張積森如此闡述。
甘蔗育種：從“盲選”到“精準定制”
這項研究成果的意義遠不止于此。作為該領域的權威專家，中國科學院院士劉耀光評價道：“多倍體遺傳位點定位的成功實踐是該領域的重要突破。”中國工程院院士張獻龍也對該成果給予了高度評價，認為它引領了現代栽培種甘蔗育種研究進入基因組學時代。
▲張積森介紹團隊研究成果。南國早報全媒體記者 蔣曉梅攝
在此之前，甘蔗育種主要依賴傳統的雜交育種方法，育種家們只能憑借經驗選擇親本進行雜交，然后觀察后代的表現。這種方法周期長、效率低。
而現在，有了基因組學的加持，科學家們可以根據基因組“地圖”，精確地找到與甘蔗產量和糖度緊密相關的基因，并對其進行改良和優化。這樣一來，就能選育出更符合市場需求的新品種，使甘蔗的產量更高、糖度更甜。張積森預計，這一成果將為甘蔗育種周期節省至少兩年時間。
據了解，廣西大學的科研團隊已經發現了一些與甘蔗糖分性狀相關的關鍵位點，這些位點就像是甘蔗體內的“糖分工廠”，通過編輯或培育這樣的位點，甘蔗就有可能產生更多的糖分。
甘蔗產業：從“傳統”邁向“現代”
在我國，90％的食糖來自甘蔗。而廣西是我國蔗糖主產區，全國每3勺糖，就有2勺來自廣西。傳統甘蔗種植受土地條件、氣候多變、病蟲害頻發、機收率低以及種植成本上升等多重因素制約。
廣西大學的研究成果不僅使甘蔗育種更加精準、高效，還為甘蔗產業的現代化發展提供了有力的支撐。通過選育高產、高糖、抗病的甘蔗新品種，可以顯著提高甘蔗的產量和品質，從而實現增收，提高農民種植甘蔗的積極性。
▲廣西大學甘蔗生物育種研究團隊。校方供圖
據了解，亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室甘蔗生物育種團隊在品種選育方面，已取得顯著成績。他們自主選育的第四代甘蔗主栽品種桂柳05136和桂糖42號等，在2023、2024年榨季的種植面積占全國70%以上。
未來，這項研究還為甘蔗產業的可持續發展提供了可能。通過深入了解甘蔗基因組的遺傳多樣性，育種家們可以培育出適應不同環境和氣候條件的甘蔗品種。即使遭遇惡劣天氣或病蟲害的侵襲，甘蔗的產量和品質也能夠得到保障。
發布會后，張積森表示：“甘蔗基因組學的研究之路依然漫長且充滿挑戰，我們正全力以赴地構建泛基因組，為甘蔗生物育種提供更加堅實的理論支撐。”
