近日，中国热带农业科学院甘蔗研究中心联合崖州湾国家实验室，对甘蔗栽培种R570的基因组进行了深度“优化升级”，新增了近10亿个碱基对的序列，并从中发掘出大量与抗病性相关的关键基因。为甘蔗抗病分子育种和种质创新提供了更完整的基因组支撑与候选靶标。

2024年，《Nature》杂志上发布了重要甘蔗栽培品种R570的参考基因组。该品种是由法国科学家选育的高产高糖且适应性广甘蔗品种，是全球首个完成染色体级别基因组组装的现代栽培种，也是甘蔗基因组学和遗传育种研究的“模式材料”。然而，受限于当时的技术，该基因组仍存在一些“盲区”：长串的、高度重复的DNA片段，就像拼图中缺失的边角，难以被准确拼装。

研究团队以已发布的R570基因组为骨架，采用“以旧带新”策略进行靶向升级，新增约9.6亿碱基序列，富含此前难以组装的重复区域。新增序列中注释出39,192个新基因，显著富集于抗病通路，使抗性相关基因模型总数达6,889个，较旧版本新增序列中多发现13.64%的抗性基因。经研究分析，锁定195个黑穗病抗性候选基因，其中34个位于新增序列，4个代表性基因在抗/感品种间表达差异显著。

图1.甘蔗栽培种R570基因组的优化升级

该研究成果以“Upgraded genome with ultra-long Nanopore reads facilitates resistance-gene discovery in sugarcane”为题发表在国际权威期刊《Journal of Genetics and Genomics》。中国热科院生物所吴期滨研究员、崖州湾国家实验室张超博士、王戈博士和中国热科院生物所/福建农林大学邹文会博士为论文共同第一作者。中国热科院甘蔗研究中心主任/热带作物生物育种全国重点实验室/中国热科院生物所阙友雄研究员和崖州湾国家实验室王海峰教授为共同通讯作者。中国热科院甘蔗研究中心科研骨干王东姣、张媛媛、赵婉莹、王裴林和曾真参与研究。该研究获得了国家热带农业科学中心科技创新团队、广西科技重大专项、热带作物生物育种全国重点实验室和国家糖料产业技术体系等项目的联合资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jgg.2026.07.012