我国科学家在甘蔗遗传机制研究中取得突破性进展

福建农林大学海峡联合研究院基因组学研究中心、国家甘蔗工程技术研究中心明瑞光教授团队于8月5日在《自然》杂志上发表了最新研究成果。这项工作被认为破解了困扰国际甘蔗育种界百余年的“母本恢复”细胞遗传学核心难题。

在深入了解甘蔗的生物学背景后，可以发现当前广泛种植的现代甘蔗品种大多是高糖、高生物量的热带种甘蔗（作为母本）与抗逆性强、适应性广的野生割手密（作为父本）进行种间杂交的结果。这种复杂的育种过程带来了独特的遗传现象——“母本恢复”。

研究团队通过对基因组的深入分析，确认了“母本恢复”现象导致后代中母本与父本的基因组贡献比例约为 2:1。更进一步的研究揭示了这一比例稳定的机制：团队发现所有杂交后代均稳定呈现约 2:1 的母本与父本基因组比例。他们指出，母本不减数配子的形成源于“第二次分裂恢复”机制。

从遗传模型构建的角度看，研究团队将传统的“2n+n”遗传模型修正为更精准的“n₁×2+n₂”表达框架。此外，研究还表明，甘蔗不减数母本配子平均保留约 62.5% 的母本遗传多样性。

在实验材料方面，团队获得了八倍体热带种甘蔗 LA Purple 和十倍体野生割手密 US56-14-4 的单倍型分辨率基因组。这些高质量的基因组数据是支撑其研究的关键基础。

本次研究成果的发布，不仅是一项科学发现，也标志着我国在复杂多倍体植物遗传学领域迈出了重要一步。福建农林大学在福州仓山校区举行了甘蔗母本恢复重大研究成果发布会，展示了这一系列突破性的工作。

从应用前景来看，这项研究的意义是深远的。论文共同第一作者、福建农林大学海峡联合研究院副教授朱斯慧介绍，未来研究人员有望利用这一规律更有针对性地选择亲本，从而更准确地预测优良基因组合的保留与重组比率。该研究建立的基因组分析方法和思路，可为其他复杂多倍体植物解析不减数配子的形成机制提供新工具。

在时间线上，这一系列发现汇集于8月5日发表于《自然》杂志上的论文中，标志着对甘蔗育种学难题的一次系统性破解。这不仅解决了理论层面的遗传模型问题，也为后续的品种改良指明了更精确的方向。