广西大学发表《Science》

近日，广西大学农学院、广西甘蔗生物育种实验室、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室张积森教授团队牵头，联合福建农林大学等单位在《Science》期刊上发表题为“Multiscale pangenome graphs empower the genomic dissection of mixed-ploidy sugarcane species”的研究成果。该研究以广西大学为第一通讯单位和共同第一作者单位，共同第一作者均为张积森团队成员，分别为福建农林大学博士黄育敏、广西大学研究助理张以星和广西大学教授张清。张积森为第一通讯作者，福建农林大学教授唐海宝为共同通讯作者。

该研究首次提出并实现了多倍体感知的多尺度（基因组—基因—蛋白）图形泛基因组（graph pangenome）分析框架，为复杂多倍体作物的遗传解析与分子育种提供了关键技术突破，具有重要的科学意义和产业应用价值，标志着我国在甘蔗图泛基因组与多倍体遗传解析领域取得重大突破。

甘蔗复杂多倍体图泛基因组策略提升育种关键基因挖掘

研究团队在前期成功构建现代栽培甘蔗超复杂基因组以及甘蔗近缘种滇蔗茅无缺口高质量基因组的基础上，突破传统单一参考基因组分析范式，创新建立了多倍体感知的图泛基因组分析体系，整合了4个甘蔗物种的9套基因组，捕获约82%的遗传多样性，显著高于单一参考基因组约34%的覆盖水平。这一策略带来的改变，并不仅限于数据覆盖率的提升，更为跨种群、跨倍性的基因组学解析建立了统一而无偏的分析框架。

研究团队进一步提出DosageGWAS方法，作为解析多倍体中剂量效应的新策略，与传统线性方法相比，在遗传力估计与性状位点检出能力等方面均表现出明显优势，成功定位多个与糖分、叶夹角性状密切相关的候选基因，系统解析了糖分代谢等重要农艺性状的遗传基础。高粱族跨物种比较揭示了甘蔗与高粱在碳水化合物代谢与激素响应通路上的趋同选择现象。通过CRISPR功能验证，明确TB1为甘蔗分蘖的关键功能基因，高效敲除系表现出显著更多分蘖、提前分蘖启动并伴随产量提升。清晰展示了从“图谱发现”到“功能验证”再到“育种靶点明确”的完整闭环。