中国热带农业科学院联合多家科研团队,5月27日在国际顶尖期刊《Nature(自然)》发表重大研究成果,破解长期困扰产业发展的育种难题,为我国甘蔗种源自主可控、食糖产业高质量发展筑牢科技根基。
甘蔗是我国第一大糖料作物,国内超八成食糖产自甘蔗,目前行业仍面临对外依存度偏高、品种改良缓慢等问题。据专家介绍,甘蔗的基因比人类复杂得多,过去因为基因组解析难、基因定位难、育种靶点难这三大难题,育种主要靠“碰运气”。
中国热科院甘蔗科研团队迎难而上,构建了多倍体作物前沿分析技术体系,取得多项原创性突破。简单地说,就是科研人员首次成功绘制出了甘蔗的“高清基因地图”,找到了“甜味开关”,组装出了“初代蔗王”的高质量基因组,这将大大缩短育种周期,更快地推出高产、高糖的新品种。
中国热带农业科学院博士 王俊刚:是一个全链条的设计 我们解决了从基因组组装到基因的发掘 以及基因精准定位 是一个原始创新 这个发现其实是非常重要的 实际上如果甘蔗的整个糖分提高一个百分点的话 在不增加任何生产成本下 它带来的产值可能可以达到20个亿 产生非常大的经济价值)
目前,该成果已经运用到育种中,创制出的新种质,糖分含量比现有主栽品种提高了2个百分点,每亩产量超10吨,未来有望助力农户增收。依托全新基因组框架,研究人员建成目前世界规模最大的甘蔗群体遗传资源库,清晰解析了糖分积累、植株形态、抗逆能力等重要性状的遗传规律。
中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员 张兴坦:未来我们可以进一步地组合应用到育种当中,其实这也意味着我们国家在甘蔗领域已经处在了世界领先的水平。
此外,此次科研团队原创的基因分析的算法,还可以广泛应用于小麦、棉花、马铃薯等各类多倍体农作物研究,为整个多倍体作物基因组解析与分子育种建立了全新技术范式。
中国热带农业科学院热带生物技术研究所所长 郝朝运:通过这个成果开发了一些独特的算法,针对高倍体的 这样可以为我们后续的甘蔗育种提供更好的技术方法 更多的基因资源 会持续产出一些突破性的高糖 宜机 抗病等等这样的甘蔗品种 对于甘蔗产业的发展和在全球的甘蔗生产的竞争力提升具有很重要的意义。
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