广西大学团队绘就全球最精密甘蔗基因组图谱解码“甜蜜地图”

广西大学团队绘就全球最精密甘蔗基因组图谱 解码“甜蜜地图”

立冬时分，扶绥县渠黎镇广西大学农科新城甘蔗示范区内，连片的青纱帐沐浴着金色暖阳，挺拔的甘蔗迎风摇曳。

示范区里，甘蔗新品种“桂柳1541”茁壮成长。“这一品种的优质、高产等指标都达到了预期，多亏了那张‘甜蜜地图’。有了它，我们才能更精细精准地评估品种的遗传背景。”广西大学农学院院长、甘蔗学科带头人张积森说。

这张“甜蜜地图”，是张积森带领团队绘制的现代栽培种甘蔗“新台糖22号”的复杂基因组结构图谱。该成果于今年1月发表在世界遗传学顶级期刊《自然遗传学》上，被学界评价为“组装出了迄今为止最高质量的异源同源非整倍体超复杂现代栽培甘蔗完整基因组”。

作为全国最大的甘蔗产区、蔗糖生产基地，广西是保障我国食糖安全的核心阵地。“有了这张‘地图’，我们就能更好地培育、推广甘蔗良种，把中国的‘糖罐子’端得更稳、更牢！”张积森的话语里满是自豪。

这张“地图”，有何奥秘？

张积森解释，过去科研人员选育甘蔗品种，全靠经验摸索:先筛选亲本杂交，再等待后代生长，观察性状，不仅效率低，耗时还特别长。而我国90%以上的第四代、第五代甘蔗主栽品种，均以“新台糖22号”为亲本培育而来。有了它的基因“地图”，科研人员就能更清晰地定位抗病、抗旱、高糖等关键基因。

绘制这张“地图”，曾是困扰全球科研同行数十年的难题。

甘蔗有着100多年的杂交育种历史，是基因组最为复杂的大宗作物之一。“人有46条染色体，而甘蔗有100多条，每一条上都有成千上万个基因，解析难度很大。”张积森打了一个比方，“如果说，绘制水稻的基因图谱，难度就像为一座小城画地图；那么，绘制甘蔗的基因图谱，就像是为一座百万人口的大城市，绘制一幅包含地下管网、地面交通和空中航道的3D立体地图。”

自20世纪90年代起，巴西、法国、美国、澳大利亚等国家就已在甘蔗基因组测序领域展开攻关。虽然我国甘蔗全基因组研究起步较晚，但目前进展最快，张积森团队正是其中的佼佼者。

这一成果的取得，除了凭借团队在甘蔗基因研究领域的长期积累，更得益于他们在超复杂基因组高质量组装及组装辅助策略上的方法学创新。团队先通过频谱分析结合细胞遗传学证据，将甘蔗高度相似的基因组区分、拆分，再分别进行高精度拼装、锚定、定向与整合，最终绘就了这幅“甜蜜地图”。

多年来，张积森团队一边在实验室中完善图谱，一边同步将研究所获应用到育种实践中，不仅为“桂柳1541”的育种提供了便利，更为后续培育更多优良甘蔗新品种提供更精准的科学指导。

如今，“桂柳1541”已在全区推广种植，其产量、宿根性、蔗茎品质等均表现优异。参与该品种选育的专家卢文祥，也因此荣膺2025年“八桂楷模”。

人工智能正为甘蔗科研注入更强动力。在广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，研究人员介绍，今年2月该校自主研发了一套智慧农业大语言模型平台，整合了260多万篇生物学与农学论文，既能协助科研人员精准检索文献、梳理科研思路，还能辅助处理基因测序结果，为后续甘蔗等作物的精准育种提供了重要支撑。

张积森介绍，目前团队充分利用人工智能等技术，进一步优化多倍体的遗传分析算法，要将这幅“甜蜜地图”描绘得更细、更准。

“现在临近甘蔗收获季节，你看它们长得多漂亮，又粗又直。”暮色渐浓，张积森的语气充满了喜悦。风吹蔗林沙沙作响，这正是“甜蜜地图”的丰收序曲。

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