上海
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
减数分裂通常在受精前将遗传物质减半，其变异可能产生深远的影响。例如，全基因组复制（多倍体化）塑造了大多数被子植物谱系的进化和多样化。栽培种甘蔗与野生种甘蔗的种间杂交一个多世纪以来的成功，归因于不寻常的母本恢复——即未减数的母本配子与正常的单倍体父本配子融合，从而形成了经典的 “2n+n”染色体传递模式。然而，关于这一现象背后的分子机制，自发现以来的一个多世纪里，学界先后提出多种假说，却始终未能达成共识，成为甘蔗研究领域悬而未决的经典谜题。
2026 年 8 月 5 日，福建农林大学海峡联合研究院基因组中心明瑞光教授为通讯作者，朱斯慧副教授、唐海宝教授作为共同第一作者，在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Uncovering the mechanism of female restitution in sugarcane hybrids 的研究论文。
该研究完成了八倍体栽培种甘蔗与十倍体野生种甘蔗的染色体水平单倍型基因组组装，通过对多个种间 F₁ 杂交种的基因组深度解析，首次从全基因组单倍型层面证实，甘蔗母本恢复的核心机制是第二次分裂恢复（Second Division Restitution，SDR）。
在这项最新研究中，研究团队生成了栽培种甘蔗（Saccharum officinarum LA Purple，同源八倍体，2n=80）和野生种甘蔗（Saccharum spontaneum US56-14-4，同源十倍体，2n=80）的单倍型解析基因组。这两个物种间的 8 个 F₁ 杂交种表现出 2:1 的母本与父本基因组比例，其中两个基因组组装显示了大约 40 条父本和 80 条母本染色体的典型单倍体组。母本染色体包含 40 对重复的、部分重组的姐妹染色单体，保留了约 62.5% 的母本遗传多样性，这是第二次分裂恢复（Second Division Restitution，SDR）特征，而与第一次分裂恢复（FDR）、减数分裂后内复制等假说的预期均不相符。
利用单分子长读段测序和一种广泛适用于多倍体基因组的新算法，研究团队在所有杂交种中鉴定出两类重组断点，包括一种先前未被识别、由重组和非重组读段共同支持的构型，该构型是第二次分裂恢复的诊断性特征。这些发现解决了一场长达一个世纪的细胞学争论，为减数分裂变异提供了新见解，并为这种全球关键的糖料和生物能源作物提供了一种加速遗传增益的基因组方法。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10863-3
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