是世界和我国最主要的糖料做物，保守的甘蔗育种面对着跟不上全球需乞降天气变化的严沉挑和。热带做物的育种周期长、复杂的多倍体基因组，严沉障碍了甘蔗生物育种历程。近年来，甘蔗基因组学范畴的冲破为性甘蔗育种供给了史无前例的机缘。一旦整合基因组测序、标识表记标帜辅帮选择和基因编纂手艺，将无望加快开辟具有更宜机、高产、高糖、高抗和顺应各类压力的甘蔗品种。鉴于甘蔗基因组的复杂、遗传的不容易以及针对多倍体的庞大生物消息学东西的需求，为领会决这些挑和并鞭策甘蔗育种进入立异和可持续的新，国际合做至关主要（图1）。中国热带农业科学院结合国表里出名单元分歧窗术布景的科学家和育种者，充实操纵前沿科学手艺，共享贵重的遗传资本和数据，将有益鞭策基因组指点的甘蔗育种立异。
正在全球勤奋改善甘蔗育种的过程中，保守方式难以满脚日益增加的需求并顺应天气变化。甘蔗长达10-12年的育种周期，显著了遗传改良的历程（图2）。POJ2878”正在甘蔗育种中取得了汗青性的成功，但谱系阐发显示，1950年至2009年间，中国大大都贸易品种仅来自少量亲本，这激发了对遗传多样性狭小的担心。源于种间杂交的甘蔗基因组高度多倍体和杂合特征，给基因组测序、拆卸和阐发带来了严沉挑和。
虽然面对以上挑和，甘蔗育种通过将基因组测序取新开辟的手艺相连系，供给了有极大潜力的处理方案，以加大遗传增益和提高蔗糖产量。现代育种方式（标识表记标帜辅帮选择（MAS）和快速育种等）以及基于转基因的系统，能够无效操纵取农艺性状相关的遗传节制学问（图3）。单测序的冲破使得高效破解多倍体和非整倍体甘蔗基因构成为可能，这对于识别和表征取环节性状相关的基因也至关主要。CRISPR/Cas9手艺性地改变了基因编纂，供给了一种切确高效的方针基因点窜方式，从而引入有益特征，如抗病和高糖。病毒载体、纳米颗粒和核糖核卵白复合物等正在内的基因传送系统的前进，供给了将期望基因引入甘蔗的无效替代方式，很好地降服保守方式的局限性。开辟特地的生物消息学流程并整合人工智能（AI），对于阐发和注释复杂的甘蔗基因组数据至关主要。基于AI的东西则无望预测出最佳亲本组合，进而整合优秀遗传性状，并加快育种过程。
国际甘蔗界正在育种、基因组学和生物消息学方面具有丰硕的专业学问。20世纪90年代末以来，研究人员正在解码复杂的甘蔗基因组方面做出了严沉勤奋，最终为几个环节品种和相关拆卸了高质量的染色体级基因组。这些成绩成立正在数十年的开创性工做根本上，包罗晚期BAC文库测序工做和特地为多倍体基因组拆卸设想的立异性生物消息学东西，如ALLHiC算法（图4）。中国热带农业科学院结合国表里出名单元倡议的甘蔗全基因组设想育种全球，旨正在通过一系列变化性勾当，操纵基因组手艺和推进国际合做，化甘蔗育种。我们建议取热带动物、动物取动物会议或国际甘蔗生物手艺联盟等实体合做，组织全球峰会，推进科研人员、育种者和行业好处相关者可以或许分享进展和碰到挑和，每年将发布一份演讲，凸起甘蔗育种手艺的进展、趋向和将来标的目的。这些勾当旨正在通过加强数据共享、推进国际合做和持续评估范畴动态，保障全球食糖和能源的平安供给。
该环绕一个为期10年的线图布局，分为三个阶段。第一阶段（第1-3年）着沉于成立基于基因组的育种根本项目，包罗成立全球协调委员会、开辟基因组资本以及启动针对多倍体基因组和性状预测软件的生物消息学东西开辟。第二阶段（第4-6年）旨正在推进育种手艺和能力扶植，专注于开辟智能杂交育种系统（MAS、快速育种），实施基因组选择模子，使用包罗病毒载体、脂质体、无组织培育、切段嫁接（CDB）、基因枪和农杆菌介导的正在内的转基因系统，为品种开辟的平行进展供给支撑。第三阶段（第7-10年）涉及遗传改良甘蔗品种的田间试验、性状优化和推广使用，沉点评估项目、优化育种东西和策略，
中国热带农业科学院热带生物手艺研究所/热带做物生物育种全国沉点尝试室为论文第一完成单元，中国农业科学院深圳农业基因组所张兴坦研究员、中国热带农业科学院热带生物手艺研究所王俊刚副研究员、中国热带农业科学院热带生物手艺研究所阙友雄研究员、广西大学张积森传授为配合第一做者，张兴坦研究员和福建农林大学明瑞光传授为配合通信做者，中国农业科学院深圳农业基因组所王韧研究员和Javeria Abid硕士生、、云南省农业科学院张跃彬研究员和赵培芳研究员、中国热带农业科学院热带生物手艺研究所林继山副研究员、福建农林大学陈立余传授，广西大学暴怡雪博士和张木清传授、昆士兰大学Robert Herry传授、泰国国度组学核心Sithichoke Tangphatsornruang传授、广东省科学院南繁种业研究所王勤南研究员、广西农业科学院黄东亮研究员、中国科学院微生物研究所叶健研究员、中国科学院华南动物园罗鸣研究员、巴西圣保罗甘蔗手艺核心Mike Butterfield博士等参取论文撰写和点窜。研究获得国度天然科学基金优良青年科学基金，地方公益性科研院所根基科研营业费组学专项和热带做物生物育种全国沉点尝试室科研专项的赞帮。
