近日，热带作物生物育种全国重点实验室、中国热科院生物所、甘蔗研究中心阙友雄和吴期滨团队发表了“糖王”云蔗08-1609的育种理论和实践学术论文。本研究对云蔗08-1609的亲本选配、选育过程以及品种特性进行了阐述，并从转录和代谢水平解析其高产高糖性状形成的生物学基础，为进一步推进高糖品种选育奠定良好的理论依据和实践基础。 

甘蔗是生长于热带和亚热带的无性繁殖禾本科作物，属于高光合C4作物。甘蔗也是我国主要的糖料作物，蔗糖占我国食糖产量的90%以上。我国蔗区先后经过了5次大规模的品种改良更新，有力推动我国成为世界主要的蔗糖生产国，为食糖保障做出了重要贡献。近20年来，我国甘蔗育种科学家根据甘蔗产业的重大科技需求，定向攻克杂交技术难题，创新性建立了异质复合育种理论，形成了高糖育种方法；进而创立了“亲本组合、家系评价、早代选择、理想株型、多维评价”为一体的高糖选种技术，培育了高糖种质，成功育成了云蔗08-1609、桂糖42号、桂柳05-136、桂糖44号、云蔗05-51等一批突破性高糖新品种，使我国主产蔗区的第五代新品种占蔗区面积的83.4%以上。近年来，我国育成并主推的柳城05-136、粤糖93-159、粤糖00-236和云蔗08-1609等品种，呈现了显著的高糖性状。云蔗08-1609是由粤糖00-236和云蔗94-345杂交育种选育而成的，其含有了POJ2878、CP、F和Co系列品种的血缘（图1），其蔗糖分峰值达20.3%，被称为“糖王”。

图1. 云蔗08-1609的亲本选配

图2. 云蔗08-1609的品种特性

图3. 云蔗08-1609高产高糖性状的生物学基础

 现阶段，世界各甘蔗主产国育成的甘蔗品种几乎都是以现有主栽品种为亲本，优异野生血缘匮乏，遗传基础较为狭窄，且几乎所有品种都含有POJ系列的血缘，而在国内，育成的品种亲本血缘大量来源于CP和ROC系列。育种过程中，现代技术的渗入极其有限，组合的配置显得较为随意，选育过程主要还是以“经验育种”为主，甚至存在“拉郎配+撞种”的低水平重复。在本研究描述了“糖王”YZ08-1609从理论到实践的成功育种过程，研究结果认为，高糖品种的选育策略可以概括为：野生血缘的导入，高配合力亲本的选配，家系评价快速聚焦优良组合，早代选择精准定位优异品系，五圃制-理想株型选育高产高糖品种。以上研究为进一步推进高糖品种选育奠定了良好的理论依据和实践基础。

图4. 高糖甘蔗品种云蔗08-1609选育的思路和挑战

该研究成果以“Theory to practice: a success in breeding sugarcane variety YZ08-1609 known as the King of Sugar”为题发表于植物科学领域国际知名期刊《Frontiers in Plant Science》（中科院大类分区生物学二区TOP，IF=5.999）。中国热带农业科学院热带生物技术研究所、热带作物生物育种全国重点实验吴期滨副研究员和中国热带农业科学院甘蔗研究中心客座研究人员、广西农业科学院甘蔗研究所李傲梅助理研究员为该论文的共同第一作者；国家糖料产业技术体系首席科学家、云南省农业科学院、热带作物生物育种全国重点实验室张跃彬研究员为共同通讯作者；中国热带农业科学院甘蔗研究中心主任、中国热带农业科学院热带生物技术研究所、热带作物生物育种全国重点实验室、福建农林大学阙友雄研究员为本文通讯作者。云南省农业科学院、热带作物生物育种全国重点实验室赵培方研究员和夏红明研究员参与了论文的策划和写作。该研究得到国家重点研发计划、热带作物生物育种全国重点实验室科研项目、国家糖料产业技术体系、中央公益科研院所基本科研业务费专项和云南省甘蔗遗传育种重点实验室开放课题等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1413108