天博克罗地亚入口

【走进实验室】

◎本报记者 刘昊 韦秋莹

盛夏时节，暖风拂过八桂大地，连片蔗海碧浪翻涌，满目翠绿。甘蔗是我国的主要糖料来源，发展好甘蔗产业，对于保障国家食糖供给安全、端稳“糖罐子”具有重要意义。

聚焦亚热带重要作物甘蔗的种源安全与产业发展需求，在亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室基础上，天博克罗地亚入口牵头，联合华南农业天博官方app官方版下载、广西壮族自治区农业科学院，组建了广西甘蔗生物育种实验室。

日前，科技日报记者走进实验室，近距离探访这支守护国家“糖罐子”的科研团队，解码甘蔗育种背后的创新密码。

整合三方资源

眼下，在广西来宾市兴宾区全国最大的县级糖料蔗生产基地里，密密匝匝的甘蔗撑起一片绿色的海洋，给广袤的田野披上夏日的盛装。

全国每3勺糖中，约有2勺来自广西。广西农业资源丰富、条件优越，糖料蔗种植面积和食糖产量连续多年占全国60%左右，是全国的“糖罐子”，在保障国家食糖供应安全中发挥了重要作用。

然而，作为食品、饮料、制药、化工等上百个行业门类的基础原料，食糖需求不断攀升，供需缺口逐步扩大，食糖稳定安全供给面临持续压力。

“广西甘蔗生物育种实验室的成立，就是为了解决甘蔗种质资源创新的问题。”面对记者的提问，广西甘蔗生物育种实验室主任、天博克罗地亚入口农学院院长张积森道出了实验室组建的缘由。

天博克罗地亚入口拥有目前全国规模最大、体系最完整的甘蔗科研团队，在甘蔗研究领域具有深厚积累；广西壮族自治区农业科学院深耕甘蔗新品种选育和生产技术创新等领域，成果转化落地能力突出；华南农业天博官方app官方版下载则在甘蔗生物技术领域具备独特优势。

“通过‘三方共建’，我们整合自治区内外创新资源，形成紧密的科研合力，构建‘学科建设—科研创新—产业赋能’的良性循环。”张积森说，自治区层面也给予政策与资金支持，为实验室建设保驾护航。

锚定甘蔗育种

位于天博克罗地亚入口北校区的广西甘蔗生物育种实验室的大楼里，走廊两边挂满了蔗糖产业的科普知识海报，科研人员正在实验室里操作高通量分子克隆系统、激光共聚焦显微镜等仪器设备，记录实验数据。

甘蔗是名副其实的“混血儿”。1887年，科学家分别在印度尼西亚爪哇岛和巴巴多斯发现甘蔗可以通过杂交产生种子，揭开了甘蔗有性杂交育种史的序幕。由于基因组复杂且存在显著的多倍性问题，现代栽培甘蔗的基因组特征与农业性状的研究仍面临着巨大挑战。

“基因组学是甘蔗生物育种升级的重要基础研究工具。”张积森介绍，实验室加强基因组学和生物技术应用，不断探索中国甘蔗新品种升级之路。

“针对我国甘蔗产业可持续发展的科技瓶颈，实验室确立了甘蔗种质资源与重要功能基因深度挖掘、面向复杂多倍体的智能育种关键技术创新、甘蔗优异种质创制与突破性新品种培育、甘蔗智能化栽培与农机农艺融合研究四大研究方向。”张积森说，从基因资源到性状遗传，从分子育种到产业应用，实验室聚焦甘蔗生物育种核心领域，构建了完整创新链。

种业振兴，人才为本。张积森说，实验室目前拥有中国科学院院士、国家杰出青年科学基金获得者等国家级人才共17人，引进了张清、徐秋涛、李保奇、王天友等甘蔗基础研究领域的优秀青年人才，已形成战略科学家引领、年龄结构和专业结构合理、富有创新活力的人才梯队。

突破技术瓶颈

在领军人才的引领和科研团队的持续攻关下，实验室的甘蔗基础生物学研究不断取得突破，相关成果纷纷发表于《科学》和《自然·遗传学》等国际权威期刊。

今年2月6日，天博克罗地亚入口农学院、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牵头，联合福建农林天博官方app官方版下载等单位，于《科学》杂志在线发表了甘蔗生物育种研究成果。

研究团队历经数年攻关，成功完成了超复杂多倍体甘蔗图泛基因组构建及重要育种性状相关基因挖掘工作。团队还进一步开发出名为“DosageGWAS”的新方法，专门用于解析多倍体作物中的基因剂量效应，大幅提升了性状相关基因位点的检测效能，成功定位了多个与糖分含量、株型等作物关键农艺性状相关的候选基因。

该研究不仅成功构建了甘蔗图泛基因组并挖掘出关键育种基因，更建立了多倍体作物基因组研究的全新技术体系，为玉米、棉花等同类作物的遗传改良研究提供了可借鉴的重要范式。

今年6月，天博克罗地亚入口农学院与广西甘蔗生物育种实验室联合福建农林天博官方app官方版下载发表了一项研究成果，首次构建了甘蔗野生近缘种——斑茅的高质量、单倍型解析基因组。该研究从全基因组层面证实了斑茅独立于甘蔗属的演化地位，并系统揭示了其多倍化历史、群体遗传多样性及气候适应性机制，为甘蔗野生种质资源的利用和抗逆育种提供了重要的基因组资源。

目前，广西甘蔗生物育种实验室已在甘蔗基础研究方面取得多项重大进展，未来还会持续深耕甘蔗基因组解析、种质资源创新等领域，突破更多作物育种技术瓶颈。

育出优良品种

科研成果不能只停留在论文里。广西甘蔗生物育种实验室团队一边在实验室开展甘蔗基因组解析研究，一边同步将研究成果应用到品种选育实践中。

“网红”甘蔗“桂柳1541”就是其中的代表。“实验室在充分明晰亲本遗传背景的前提下，融合传统经验育种与简易分子标记辅助育种手段，培育出‘桂柳1541’，大大缩短了育种周期，提升了新品种培育效率。”张积森介绍，基于完整遗传基础解析，该品种被列为区域试验重点材料。区试结果证实，“桂柳1541”具备高产、高糖、品质优良、宿根性突出的综合优势。“以广西种植面积最大的‘桂柳05136’作为对照，‘桂柳1541’每亩增产950公斤，增产率达15.6%。”广西甘蔗生物育种实验室特聘教授卢文祥说。

目前，“桂柳1541”已在广西、云南、广东、海南等甘蔗主产区完成超15万亩示范推广，田间综合表现优良，优质、高产性状均达到预期目标。放眼未来，该品种有望成为助力蔗农增产增收的优良品种。

经过不懈努力，实验室选育的“桂糖42”“桂糖44”“桂柳05136”“桂柳1541”，形成了承前启后的甘蔗优良品种梯队，是国内甘蔗种植区的核心主推品种，为筑牢国家食糖种业安全屏障作出重要贡献。

从实验室到田间地头，从种质资源到万亩蔗林，在育种实践中，广西甘蔗生物育种实验室团队以匠心破解种业难题，不断实现新中国甘蔗育种史的一次次突破，有力保障了我国甘蔗种源的自主可控。

“我们的总体目标是将实验室建设成为甘蔗种质创新和生物育种的创新高地、重大品种培育基地、创新人才培养和国际合作交流中心，为保障我国食糖供给安全提供科技支撑。”张积森表示。

风吹蔗林，沙沙作响——这是中国“糖罐子”的丰收序曲，也是广西甘蔗生物育种实验室向未来发出的铿锵之音。