近日，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线发表我国甘蔗基因组学领域重大原创成果：中国热带农业科学院热带生物技术研究所、热带作物生物育种全国重点实验室甘蔗研究中心研究团队联合国内多家科研单位，攻克复杂多倍体遗传解析“卡脖子”难题，实现甘蔗高糖性状遗传研究的标志性突破，为培育“超级高糖”甘蔗新品种提供关键支撑。

食糖是关系国计民生的重要战略物资，我国80%以上的食糖供给来自甘蔗。当前我国食糖对外依存度超过30%，糖料产业国际竞争力偏弱，核心瓶颈在于：现代栽培甘蔗是典型的复杂多倍体作物，基因组庞大、倍性复杂、遗传背景混杂，育种领域长期面临“基因组解析难、优异基因定位难、育种靶点明确难”三大难题。此次中国热科院团队牵头取得的成果，从技术方法、遗传规律到育种靶点实现全链条突破，破解全球甘蔗育种界的这一难题。

在技术层面上，针对多倍体基因组组装难的痛点，团队开发出原创C-Phasing算法，整合三代高精度测序、染色质三维构象捕获技术与超图聚类方法，首次成功组装出经典传奇亲本“蔗王”POJ2878的高质量单倍型分型基因组，为全球甘蔗基因组研究提供完整的参考序列。

在此基础上，团队对来自全球19个主要产区的981份甘蔗材料开展全基因组重测序，构建出迄今规模最大的甘蔗群体遗传资源库；研究证实，超过95%的现代甘蔗品种都与“蔗王”POJ2878共享大规模基因组片段，首次从群体尺度量化了该亲本对全球现代甘蔗育种的核心遗传贡献，同时揭示出“多倍体作物性状优化依赖基因剂量精细平衡而非简单叠加”的全新遗传规律。

团队还系统厘清了甘蔗演化的完整路径：将甘蔗栽培种的形成拆解为野生割手密自然选择、热带种早期驯化、栽培种高贵化育种三个关键阶段，首次勾勒出“野生抗逆—驯化储糖—现代优化”的清晰演化轨迹，解析了不同性状分层塑造的遗传基础。最终，团队聚焦甘蔗茎秆储糖核心结构薄壁细胞，定位到调控高糖积累的关键基因，明确了“超级高糖”甘蔗育种的分子靶点，同时建立起覆盖单倍型组装、等位基因定量、多倍体关联分析的全链条技术体系，可为小麦、棉花、马铃薯等其他多倍体作物研究提供通用范式。

相关研究成果以“Genetic architecture of sugarcane traits in a polyploid genomics framework”为题发表在《Nature》。该成果论文第一完成单位为中国热带农业科学院热带生物技术研究所，得到国家自然科学基金、热带作物生物育种全国重点实验室创新团队项目、中国农业科学院科技创新工程、海南省重点研发项目、中央级公益性科研院所基本科研业务费、中国热带农业科学院国家热带农业科学中心科技创新团队等多项目的经费支持。

业内专家表示，该突破将有效推动我国甘蔗分子育种进程，对保障国家食糖供给安全、提升我国糖料产业国际竞争力具有重要战略意义。

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