甘蔗（Saccharum spp.）为异源高倍非整倍体，是制糖和生物乙醇的重要原料，提高其产量对保证食糖安全和生物能源生产至关重要。斑茅（2n=40, 60; x=10）作为甘蔗的近缘属野生种质资源，因其具有许多优良的农艺性状，被认为是创制甘蔗新种质，选育突破性甘蔗新品种的重要种质资源。然而目前为止，对于甘蔗与斑茅杂交后代中斑茅染色体的精确构成和染色体遗传仍不清晰。

近期，福建农林大学国家甘蔗技术研究中心邓祖湖研究员联合广东省科学院南繁种业研究所和广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室等多家单位共同完成的题为“Intergeneric chromosome-specific painting reveals differential chromosomal transmission from Tripidium arundinaceum in sugarcane progeny” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2024年11期正式发表。

该研究基于不同物种全基因组单核苷酸多态性明确了斑茅与甘蔗的亲缘关系比高粱更近，并利用基于热带种基因组设计的寡核苷酸染色体特异涂染探针鉴定了斑茅的1-10号染色体。

Oligo-FISH构建斑茅海南92-77染色体核型

此外，本研究首次结合寡聚核苷酸探针和基因组探针识别了甘蔗杂交后代中斑茅染色体的易位和单条染色体遗传，并发现在BC₁代中斑茅的单条染色体出现了多样化的传递模式：n, 2n和超2n。这些遗传方式的不同可能是由于减数第一次分裂染色体加倍、减数第一次分裂和第二次分裂染色体加倍或减数第二次分裂时姐妹染色单体不分离所导致的。

斑茅减数分裂的FDR和FDR+NSC/SDR模型的示意图

注: FDR代表减数第一次分裂染色体加倍；SDR代表减数第二次分裂染色体加倍；NSC代表减数第二次分裂时姐妹染色单体不分离。

研究结果将有助于阐明多倍体染色体遗传的复杂性并为今后进一步利用斑茅血缘的甘蔗远缘杂交改良育种提供基础指导。

福建农林大学国家甘蔗技术研究中心邓祖湖研究员、广东省科学院南繁种业研究所王勤南研究员和吴嘉云研究员以及广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室张木清教授为论文共同通讯作者。广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室助理教授余凡、博士研究生余泽怀和福建农林大学已毕业硕士柴进为论文共同第一作者。广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室已毕业硕士生余熙恺（现中国科学院大学遗传与发育生物学研究所24级博士）、姚伟教授、陈保善教授，福建农林大学国家甘蔗技术研究中心已毕业硕士生雷佳伟、赵新旺副研究员和广东省科学院南繁种业研究所常海龙副研究员和符成研究员参与了本研究。

该研究得到了中央引导地方科技发展专项（2022L3086）、广西大学甘蔗专项（2022GZB006）、国家自然科学基金（31771863）、广西大学甘蔗与制糖产业学院(ASSI-2023009)等项目的资助。

点击链接查看全文：‍https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311924003101

Cite the article:Fan Yu, Zehuai Yu, Jin Chai, Xikai Yu, Chen Fu, Xinwang Zhao, Hailong Chang, Jiawei Lei, Baoshan Chen, Wei Yao, Muqing Zhang, Jiayun Wu, Qinnan Wang, Zuhu Deng. 2024. Intergeneric chromosome-specific painting reveals differential chromosomal transmission from Tripidium arundinaceum in sugarcane progeny. Journal of Integrative Agriculture, 23(11): 3751-3762.

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。