陕西
近日，福建农林大学明瑞光教授团队在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线发表研究论文，首次从基因组、染色体与DNA分子多维层面，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。
甘蔗贡献了国内食糖的90%，是保障国家食糖安全的战略作物。这一突破为甘蔗分子精准设计育种搭建起完整的理论底座，标志着我国在甘蔗种业核心理论领域发出了中国声音。
8月6日上午福建农林大学召开“甘蔗母本恢复重大研究成果发布会”，福建农林大学党委书记赖海榕在发布会上致辞（央广网记者 张子剑 摄）
百年谜题终获破解
一百多年来，育种家一直采用一种经典杂交方式：以高糖、高产的热带种甘蔗为母本，与抗逆性强的野生割手密为父本进行杂交，让“甜”和“强”在后代中相遇。这种杂交的后代中，母本与父本的基因组贡献始终呈现约2∶1的特殊比例。这种母本“多给一份”的现象被称为“母本恢复”，但其内在机制百年来始终没有明确答案。
研究团队对两个亲本及8个杂交后代进行系统分析后发现，甘蔗母本在形成生殖细胞时，染色体第二次分裂“卡住了”，本该分开的两份姐妹染色单体一起进入了同一个细胞。
“过去育种家知道这种杂交方式有效，但并不完全清楚它为什么有效。”明瑞光教授说，“这项研究终于揭开了甘蔗母本恢复的遗传奥秘。”
研究还发现，杂交后代大约保留了62.5%的母本遗传信息，比正常情况下的50%多出12.5%，正是这12.5%为杂交后代更快速恢复母本高糖性状奠定了重要遗传基础。
赋能育种与产业升级
“这一发现为未来更加精准、高效地设计甘蔗杂交育种提供了新的科学基础。”明瑞光表示。
过去长期依靠经验利用的育种现象，如今变成了可以理解和追踪的遗传规律。育种人员可以据此在保留母本高糖、高产特征的同时，更有效地引入父本的抗病、耐旱等优良性状，大幅减少育种过程中的盲目筛选，显著提升育种效率。
我国是全球最大的食糖消费国之一，培育更高产、更高糖、更抗逆的新品种，是保障甘蔗产业稳定发展的紧迫任务。此次破解的母本恢复机制，从理解一条染色体如何传递，到培育一株更甜、更强健的甘蔗，为品种改良提供了全新理论工具。这一成果不仅限于甘蔗，也为土豆、韭菜、蓝莓等其他多倍体作物的研究提供了新的思路。
从更广的视角看，这项基础研究的突破将加速优质高糖、抗逆新品种的选育进程，降低蔗农种植风险，提高亩均收益；同时为甘蔗精深加工和生物能源产业提供更稳定、优质的原料保障，进一步筑牢国家食糖安全防线。
持续领跑全球甘蔗科研
长期以来，福建农林大学把基础研究作为立校之本、发展之基。2018年以来，福建农林大学团队先后在《自然·遗传学》《科学》《自然》等国际顶刊发表多项甘蔗基因组研究成果，从首次破解同源多倍体甘蔗基因组，到构建多尺度图形泛基因组，再到系统解析多倍体复杂农艺性状遗传架构，此次再登《自然》攻克百年育种瓶颈，持续巩固我国在甘蔗基因组研究领域的全球领先地位，实现甘蔗种业基础研究从跟跑、并跑向全面领跑的历史性跨越。
近十年来，福建农林大学以第一作者或通讯作者单位累计在CNS三大顶级期刊发表论文24篇。
福建农林大学党委书记赖海榕表示，甘蔗母本恢复机制的破解，标志着学校在甘蔗种业核心理论上发出了中国声音、提供了中国方案。学校将加速成果落地，推动母本恢复机制快速导入育种程序，让实验室的前沿创新切实转化为蔗农手中的良种良法。
编辑｜李紫来审核｜赵允
来源｜央广网
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