甘蔗是重要的大宗作物，据FAO数据统计，甘蔗的年产值高达900亿美元，它为全世界贡献了80%的糖和40%的乙醇，在我国甘蔗对糖业的贡献更是达到了92%以上。我国是全世界第三大产糖国、第二大消费国和第一大进口国，产糖量和消费量分别约占全球的6%和9%。世界各国育成的品种大多是3-5个甘蔗原种的杂交后代，继而进行品种间杂交和回交育成，基本上是同质遗传型组成品种的再组合，故而导致甘蔗品种近亲繁殖严重，遗传背景狭窄，血缘相近，致使近30年来甘蔗育种在产量、糖分和抗性等方面一直难有较大突破。因此，国际甘蔗育种界十分注重甘蔗种质资源的搜集、研究和利用，以期扩大血缘，丰富遗传多样性，创造有突破性的亲本材料和优良品种。

2022年6月2日，福建农林大学海峡联合研究院基因组中心张积森团队在Nature Genetics上发表了题为"Genomic insights into the recent chromosome reduction of autopolyploid sugarcane Saccharum spontaneum"的研究论文，解析了细茎野生种（又称割手密种）天然同源四倍体Np-X基因组，并利用基因组学手段系统阐明了甘蔗细茎野生种的起源、染色体基数、基因组倍体、关键性状相关基因的演化，为甘蔗的基因组辅助育种奠定了重要的理论基础。值得一提的是，这是基因组中心团队继2018年解析甘蔗基因组（Zhang et al., 2018, Nature Genetics）后的又一重大进展。

现代栽培甘蔗是100多年前高贵种与细茎野生种人工杂交后产生的，高贵种是同源八倍体（2n = 8x = 80）种内的材料拥有稳定的核型和狭窄的遗传背景，而甘蔗细茎野生种为现代栽培种甘蔗贡献了抗逆、分蘖等优良性状，实现了甘蔗的育种史上最大的突破。但细茎野生种分布区域广（地中海到太平洋），并且其具有宽泛的倍性变异（从4倍到16倍）和基础染色体数变异（8，9，10），其中，十六倍体的细茎野生种是甘蔗属已知的倍性最高的材料，由于细茎野生种遗传背景的高度复杂，其起源和演化是研究界百余年来悬而未决的重要科学问题，这极大地限制了现代甘蔗育种的进程。

甘蔗属的遗传背景极其复杂，最早有关甘蔗属染色体核型的报道可以追溯到1924年，Bremer用经典细胞学鉴定了杂种甘蔗POJ2725的染色体数为106-107，但是鉴定结果极不稳定。随着科技的进步，以经典细胞学为基础衍生出来的分子细胞学为甘蔗遗传背景的鉴定提供了重要的手段，但是实验的手法、探针的非特异性结合，并且甘蔗是复杂的多倍体，诸多的干扰因素仍然给甘蔗属遗传背景的解析带来了大量困难，因此，百余年来，甘蔗属的遗传背景一直是未解之谜。自人类基因组计划完成以来，基因组测序技术得到了飞速发展，为复杂物种遗传背景的解析带来了新的契机。张积森研究团队突破了同源多倍体基因组组装的挑战，成功解析了甘蔗细茎野生种遗传背景的演化规律，将为甘蔗的遗传育种提供重要的理论指导。

福建农林大学海峡联合研究院基因组中心张积森课题组博士生张清（目前中国农科院深圳农业基因组研究所工作）、齐浥颖、硕士生潘浩然和基因组中心唐海宝教授为论文共同第一作者，基因组中心张积森教授为通讯作者。张积森课题组已毕业博士王刚、华秀婷（广西大学工作）、博士生王勇军、李珍、王天友、马盼盼、硕士生李艺寒、窦梅杰、唐海宝课题组硕士生王毅斌、广西大学张木清教授、陈保善教授、姚伟副教授、余凡博士、硕士生于泽怀、福建农林大学刘仲健教授、邓祖湖研究员、徐景升教授、王恒波博士、闽江学院黄永吉博士、中国农业科学院深圳农业基因组所张兴坦研究员、云南农业大学杨清辉教授、华中农业大学王茂军教授、云南甘蔗研究所刘新龙研究员、佛罗里达大学王建平教授和伊利诺伊大学香槟校区明瑞光教授为参与作者。该研究得到了国家重点研发计划、广东省科技计划、国家自然科学基金、原国家863计划、福建农林大学优秀博士论文基金、国家留学基金委、中国博士后基金等项目的联合资助。