經過十年的研究，昆士蘭大學、澳洲國家科學機構聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）和澳洲糖業研究協會（SRA）的科學家首次繪製出了甘蔗基因組的完整圖譜，他們發現這種作物的基因組是人類基因組的三倍，而且更加複雜，這為創新育種和可再生碳來源奠定了基礎，預示著農業研究和永續發展進入了一個新時代。

共同作者、昆士蘭農業和食品創新聯盟的羅伯特-亨利教授說，甘蔗是世界上20 種主要作物中最後一種繪製了基因組圖譜的作物。

亨利教授說：「這標誌著甘蔗基因組革命的開始，現在我們擁有了與其他作物公平競爭的知識。雖然這基因組測繪將成為幫助創造更多抗性甘蔗作物的工具，但它也是我們將甘蔗和其他植物生物質轉化為航空燃料的其他研究向前邁出的重要一步”。

這張圖片顯示的是基因排序圖（使用GENESPACE 創建），它比較了相關植物物種的基因組組裝情況。水平白線代表染色體，連接染色體的彩色編織線表示保守的基因塊。這樣，研究人員就能將研究得比較透徹的作物（如雙色高粱，一種特殊的高粱）中的保守基因追蹤到更複雜的基因組中，如野生甘蔗和栽培品種R570，從而更好地了解它們的功能。為了形成對比，上一行提供了R570 先前的單倍體組合，其中基因組中的多個染色體拷貝被表示為單一的馬賽克組合。圖片來源：Adam Healey 與John Lovell/HudsonAlpha

可再生碳和甘蔗的潛力

亨利教授正在開發從植物生物質中提取的可再生碳產品，以用作具有成本效益和可持續發展的航空燃料，這是澳大利亞研究理事會植物替代化石碳工程研究中心（ARC Research Hub for Engineering Plants to Replacement Fossil Carbon）工作的一部分。

他說：”傳統上，甘蔗只是為了製糖而培育的，但現在隨著淨零排放目標的實現，人們對世界上產量最高的作物之一成為可再生碳源產生了濃厚的興趣。這張基因組圖譜將幫助我們生產出甘蔗，它是替代化石碳的更好原料”。

對甘蔗研究和產業的影響

首席研究員、澳洲聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）研究科學家凱倫-艾特肯（Karen Aitken）博士說，基因組測繪方面的突破通過利用以前無法獲得的甘蔗遺傳多樣性，解決了蔗糖產量停滯不前前的嚴峻挑戰。

艾特肯博士說：”這是甘蔗研究向前邁出的重要一步，將提高我們對甘蔗產量、對不同環境條件的適應性以及抗病性等複雜性狀的認識。這是第一個完成的優質甘蔗品種基因組，代表了全球科學家10 年合作努力的重大科學成就。

澳洲糖業研究中心細胞遺傳學家Nathalie Piperidis 博士說，該序列的發表將創造大量機會，澳洲糖業研究協會為參與這項了不起的成就感到無比自豪。

“這項工作不僅有望增進我們對這種神奇作物的了解，而且還將提供前所未有的方法來推動行業內的育種技術，以生產一系列可再生和商業上可行的產品，其中包括但遠不止蔗糖”。

研究論文發表在《自然》期刊。

編譯自: ScitechDaily