聚焦亞熱帶重要作物甘蔗的種源安全與產業發展需求，在亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室基礎上，廣西大學牽頭，聯合華南農業大學、廣西壯族自治區農業科學院，組建了廣西甘蔗生物育種實驗室。

　　日前，科技日報記者走進實驗室，近距離探訪這支守護國家“糖罐子”的科研團隊，解碼甘蔗育種背后的創新密碼。

　　整合三方資源

　　眼下，在廣西來賓市興賓區全國最大的縣級糖料蔗生產基地裡，密密匝匝的甘蔗撐起一片綠色的海洋，給廣袤的田野披上夏日的盛裝。

　　全國每3勺糖中，約有2勺來自廣西。廣西農業資源豐富、條件優越，糖料蔗種植面積和食糖產量連續多年佔全國60%左右，是全國的“糖罐子”，在保障國家食糖供應安全中發揮了重要作用。

　　然而，作為食品、飲料、制藥、化工等上百個行業門類的基礎原料，食糖需求不斷攀升，供需缺口逐步擴大，食糖穩定安全供給面臨持續壓力。

　　“廣西甘蔗生物育種實驗室的成立，就是為了解決甘蔗種質資源創新的問題。”面對記者的提問，廣西甘蔗生物育種實驗室主任、廣西大學農學院院長張積森道出了實驗室組建的緣由。

　　廣西大學擁有目前全國規模最大、體系最完整的甘蔗科研團隊，在甘蔗研究領域具有深厚積累﹔廣西壯族自治區農業科學院深耕甘蔗新品種選育和生產技術創新等領域，成果轉化落地能力突出﹔華南農業大學則在甘蔗生物技術領域具備獨特優勢。

　　“通過‘三方共建’，我們整合自治區內外創新資源，形成緊密的科研合力，構建‘學科建設—科研創新—產業賦能’的良性循環。”張積森說，自治區層面也給予政策與資金支持，為實驗室建設保駕護航。

　　錨定甘蔗育種

　　位於廣西大學北校區的廣西甘蔗生物育種實驗室的大樓裡，走廊兩邊挂滿了蔗糖產業的科普知識海報，科研人員正在實驗室裡操作高通量分子克隆系統、激光共聚焦顯微鏡等儀器設備，記錄實驗數據。

　　甘蔗是名副其實的“混血兒”。1887年，科學家分別在印度尼西亞爪哇島和巴巴多斯發現甘蔗可以通過雜交產生種子，揭開了甘蔗有性雜交育種史的序幕。由於基因組復雜且存在顯著的多倍性問題，現代栽培甘蔗的基因組特征與農業性狀的研究仍面臨著巨大挑戰。

　　“基因組學是甘蔗生物育種升級的重要基礎研究工具。”張積森介紹，實驗室加強基因組學和生物技術應用，不斷探索中國甘蔗新品種升級之路。

　　“針對我國甘蔗產業可持續發展的科技瓶頸，實驗室確立了甘蔗種質資源與重要功能基因深度挖掘、面向復雜多倍體的智能育種關鍵技術創新、甘蔗優異種質創制與突破性新品種培育、甘蔗智能化栽培與農機農藝融合研究四大研究方向。”張積森說，從基因資源到性狀遺傳，從分子育種到產業應用，實驗室聚焦甘蔗生物育種核心領域，構建了完整創新鏈。

　　種業振興，人才為本。張積森說，實驗室目前擁有中國科學院院士、國家杰出青年科學基金獲得者等國家級人才共17人，引進了張清、徐秋濤、李保奇、王天友等甘蔗基礎研究領域的優秀青年人才，已形成戰略科學家引領、年齡結構和專業結構合理、富有創新活力的人才梯隊。

　　突破技術瓶頸

　　在領軍人才的引領和科研團隊的持續攻關下，實驗室的甘蔗基礎生物學研究不斷取得突破，相關成果紛紛發表於《科學》和《自然·遺傳學》等國際權威期刊。

　　今年2月6日，廣西大學農學院、廣西甘蔗生物育種實驗室、亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室牽頭，聯合福建農林大學等單位，於《科學》雜志在線發表了甘蔗生物育種研究成果。

　　研究團隊歷經數年攻關，成功完成了超復雜多倍體甘蔗圖泛基因組構建及重要育種性狀相關基因挖掘工作。團隊還進一步開發出名為“DosageGWAS”的新方法，專門用於解析多倍體作物中的基因劑量效應，大幅提升了性狀相關基因位點的檢測效能，成功定位了多個與糖分含量、株型等作物關鍵農藝性狀相關的候選基因。

　　該研究不僅成功構建了甘蔗圖泛基因組並挖掘出關鍵育種基因，更建立了多倍體作物基因組研究的全新技術體系，為玉米、棉花等同類作物的遺傳改良研究提供了可借鑒的重要范式。

　　今年6月，廣西大學農學院與廣西甘蔗生物育種實驗室聯合福建農林大學發表了一項研究成果，首次構建了甘蔗野生近緣種——斑茅的高質量、單倍型解析基因組。該研究從全基因組層面証實了斑茅獨立於甘蔗屬的演化地位，並系統揭示了其多倍化歷史、群體遺傳多樣性及氣候適應性機制，為甘蔗野生種質資源的利用和抗逆育種提供了重要的基因組資源。

　　目前，廣西甘蔗生物育種實驗室已在甘蔗基礎研究方面取得多項重大進展，未來還會持續深耕甘蔗基因組解析、種質資源創新等領域，突破更多作物育種技術瓶頸。

　　育出優良品種

　　科研成果不能隻停留在論文裡。廣西甘蔗生物育種實驗室團隊一邊在實驗室開展甘蔗基因組解析研究，一邊同步將研究成果應用到品種選育實踐中。

　　“網紅”甘蔗“桂柳1541”就是其中的代表。“實驗室在充分明晰親本遺傳背景的前提下，融合傳統經驗育種與簡易分子標記輔助育種手段，培育出‘桂柳1541’，大大縮短了育種周期，提升了新品種培育效率。”張積森介紹，基於完整遺傳基礎解析，該品種被列為區域試驗重點材料。區試結果証實，“桂柳1541”具備高產、高糖、品質優良、宿根性突出的綜合優勢。“以廣西種植面積最大的‘桂柳05136’作為對照，‘桂柳1541’每畝增產950公斤，增產率達15.6%。”廣西甘蔗生物育種實驗室特聘教授盧文祥說。

　　目前，“桂柳1541”已在廣西、雲南、廣東、海南等甘蔗主產區完成超15萬畝示范推廣，田間綜合表現優良，優質、高產性狀均達到預期目標。放眼未來，該品種有望成為助力蔗農增產增收的優良品種。

　　經過不懈努力，實驗室選育的“桂糖42”“桂糖44”“桂柳05136”“桂柳1541”，形成了承前啟后的甘蔗優良品種梯隊，是國內甘蔗種植區的核心主推品種，為筑牢國家食糖種業安全屏障作出重要貢獻。

　　從實驗室到田間地頭，從種質資源到萬畝蔗林，在育種實踐中，廣西甘蔗生物育種實驗室團隊以匠心破解種業難題，不斷實現新中國甘蔗育種史的一次次突破，有力保障了我國甘蔗種源的自主可控。

　　“我們的總體目標是將實驗室建設成為甘蔗種質創新和生物育種的創新高地、重大品種培育基地、創新人才培養和國際合作交流中心，為保障我國食糖供給安全提供科技支撐。”張積森表示。

　　風吹蔗林，沙沙作響——這是中國“糖罐子”的豐收序曲，也是廣西甘蔗生物育種實驗室向未來發出的鏗鏘之音。