近日，中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心韩斌研究员团队在Plant Communications发表题为From sugarcane to polyploid crops: graph pangenomes usher in a new era of complex genome breeding 的评述文章，梳理了甘蔗近年的系列研究，并重点评析了张积森教授团队在Science发表的甘蔗多尺度图泛基因组研究成果。评述认为，该研究在方法体系与应用层面均取得重要进展，标志着复杂多倍体作物基因组研究由传统线性参考框架迈向图泛基因组新阶段，为分子设计育种提供了新的技术路径。

评述指出，多倍体作物（如小麦、棉花、马铃薯和甘蔗）由于基因组高度冗余且结构复杂，长期面临等位变异难以精准区分、剂量效应难以定量解析等关键瓶颈。作为典型的高倍体作物，甘蔗基因组复杂程度尤为突出，传统线性参考基因组在结构变异解析和多基因组整合方面存在明显局限。广西大学团队围绕该领域持续开展系统研究，从早期甘蔗同源多倍体基因组解析，到多物种高质量参考基因组构建，逐步奠定了坚实基础。本次研究在此基础上进一步拓展，构建了多尺度图泛基因组框架，实现多物种、多基因组信息的统一整合，显著提升了遗传多样性与结构变异的解析能力，并在多倍体体系中引入剂量信息，增强了对复杂遗传结构的刻画精度。

图1：基于层级的泛基因组整合及可迁移的多倍体策略揭示了甘蔗基因组的分化机制

评述认为，该工作的突出特点在于提出多尺度图泛基因组设计理念，将基因组、基因及蛋白等不同层级信息进行系统整合，使得复杂多倍体中同源基因的演化与功能解析成为可能。同时，通过发展剂量感知的全基因组关联分析方法（DosageGWAS），研究系统揭示了碳代谢和细胞壁形成等关键通路的选择特征，并定位了与分蘖及产量相关的基因SaTB1，在多倍体上实现了从遗传信号解析到功能验证的衔接。

评述进一步指出，该研究在方法学上具有较好的通用性，为多倍体作物基因组研究提供了可借鉴的技术框架，具有向小麦、马铃薯等重要作物推广的潜力。整体来看，该成果在复杂基因组解析方法方面取得了具有代表性的进展，有助于提升关键农艺性状解析效率，并为分子设计育种发展提供了新的技术支撑，对甘蔗等多倍体作物育种技术升级具有积极意义。

转载自MPlant植物科学