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日前，我科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表論文《多尺度泛基因組圖譜賦能混合倍性甘蔗的基因組解析》，首次構(gòu)建覆蓋現(xiàn)代甘蔗主栽品種及其野生祖先物種的多尺度圖泛基因組，為甘蔗高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種提供了全新“基因資源地圖”與核心分析工具。這項(xiàng)研究成果由廣西大學(xué)張積森團(tuán)隊(duì)牽頭，聯(lián)合福建農(nóng)林大學(xué)、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位共同完成。
作為全球關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)作物，甘蔗承載著重要農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值?，F(xiàn)代栽培甘蔗源于百余年前高糖熱帶種與高抗逆野生種的雜交回交，其基因組具有倍性高、染色體數(shù)量多、結(jié)構(gòu)變異頻繁、重復(fù)序列高度富集等極端復(fù)雜特征。這一特性導(dǎo)致傳統(tǒng)單一線(xiàn)性參考基因組難以精準(zhǔn)解析甘蔗遺傳結(jié)構(gòu)與等位劑量信息，測(cè)序數(shù)據(jù)常出現(xiàn)比對(duì)困難、信息丟失等問(wèn)題，傳統(tǒng)“單一線(xiàn)性基因組”研究范式已無(wú)法滿(mǎn)足復(fù)雜多倍體作物的科研需求，建立全新基因組參考與分析體系成為行業(yè)迫切訴求。
面對(duì)這一技術(shù)瓶頸，張積森團(tuán)隊(duì)在前期成功構(gòu)建現(xiàn)代栽培甘蔗超復(fù)雜基因組及近緣種高質(zhì)量基因組的基礎(chǔ)上，突破傳統(tǒng)單一參考基因組分析框架，創(chuàng)新建立多倍體感知的圖泛基因組分析體系。該體系整合4個(gè)甘蔗種的9套基因組，成功捕獲約82%的遺傳多樣性，較單一參考基因組約34%的覆蓋水平實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。這一突破性策略不僅大幅提升了數(shù)據(jù)覆蓋率，更構(gòu)建起跨種群、跨倍性的統(tǒng)一無(wú)偏基因組學(xué)解析框架，為復(fù)雜作物研究提供了全新方法論。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心主任韓斌高度評(píng)價(jià)：“該研究徹底顛覆了甘蔗基因組‘不可解’的傳統(tǒng)認(rèn)知，為甘蔗這一高復(fù)雜度基因組作物邁向可設(shè)計(jì)育種提供了通用技術(shù)路線(xiàn)，更為小麥、苜蓿、馬鈴薯等復(fù)雜多倍體作物的精準(zhǔn)改良樹(shù)立了重要范式。”
