近日，福建農林大學海峽聯合研究院基因組學研究中心明瑞光教授團隊破解了持續百余年的甘蔗育種之謎。

甘蔗貢獻了全球大部分食糖，也是重要的生物能源作物。現代甘蔗育種追求的不只是甜和產量大，也要能夠抵抗病虫害和惡劣環境。100多年前，育種學家找到了一條成功的道路：以高糖、粗莖的熱帶種甘蔗為母本，與生命力頑強、適應性更好的野生割手密雜交，讓“甜”和“強”在后代中相遇。但這種經典雜交一直隱藏著一個謎題。通常，有性生殖的后代從父母雙方獲得的遺傳物質大致相等。甘蔗雜交后代從父本獲得一份，卻從母本獲得了兩份遺傳物質。這種“雙倍母本遺傳物質”究竟怎樣形成，長期以來一直沒有明確答案。

該團隊對兩個親本以及8個雜交后代進行了分析，發現所有后代的遺傳比例都穩定在2︰1。簡單來說，就是母本“給得更多”，父本“給得更少”。正常情況下，植物在形成生殖細胞時，染色體要經過一次“分開再分開”的過程。但在甘蔗母本中，第一次分開是正常的，到了第二次分開時卻“卡住了”，本來應該分成兩份的染色體沒有再分開，而是一起進入了同一個生殖細胞，也就是說，所有的雜交后代裡都“攜帶了兩份母親的染色體”。

進一步研究發現，母本傳給后代的遺傳信息也不是完全原封不動的復制。其中大約一半，基本保持了母本原來的樣子﹔另一部分則在傳遞過程中發生了重新組合和“洗牌”。最終算下來，后代大約保留了62.5%的母本遺傳信息，相較於正常生殖細胞中的50%，多出來的12.5%並不是“隨便多一點”，這意味著母本的影響被明顯加強了。一方面，更多來自母本的基因被保留下來，使高糖、高產等性狀更穩定﹔另一方面，這些基因又經過重新組合，產生新的排列方式，讓后代在保持優勢的同時，也擁有更大適應環境變化的可能性。

這項發現為延續百余年的甘蔗母本恢復機制之爭提供了答案，也讓甘蔗育種中一個長期依靠經驗利用的現象，找到了可以理解和追蹤的遺傳規律。未來，育種人員有望據此更加合理地選擇親本和雜交后代，在保留母本高糖、高產特征的同時，更有效地引入父本抗病、耐旱等優良性狀，減少漫長育種過程中的盲目篩選，大大提高育種選擇效率。（記者馮家照、高建進）