2026年8月6日，福建农林大学召开新闻发布会对外公布，该校明瑞光教授团队首次从基因组、染色体与DNA分子多维层面，破解了困扰国际甘蔗育种界百余年的“母本恢复”细胞遗传学核心难题。相关论文于北京时间8月5日发表在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）。

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明瑞光教授介绍甘蔗母本恢复研究成果。图片来源：福建农林大学

甘蔗贡献了全球大部分食糖，也是重要的生物能源作物。甘蔗和水稻、高粱一样同属于禾本科植物，与高粱是关系很近的“亲戚”。现代甘蔗育种追求的并不只是“甜”，育种学家和农户们喜欢的甘蔗品种既要含糖量高、产量大，也要能够抵抗病虫害和恶劣环境。

100多年前，育种学家找到了一条成功的道路：以高糖、粗茎的热带种甘蔗为母本，与生命力顽强、适应性更好的野生割手密杂交，让“甜”和“强”在后代中相遇。但这种经典杂交一直隐藏着一个谜题。通常，有性生殖的后代从父母双方获得的遗传物质大致相等。甘蔗杂交后代从父本获得一份，却从母本获得了两份遗传物质。这种“双倍母本遗传物质”究竟怎样形成，长期以来一直没有明确答案。

福建农林大学海峡联合研究院基因组学研究中心明瑞光教授团队8月5日在国际顶级学术期刊Nature《自然》在线发表了题为“Uncovering the mechanism of female restitution in sugarcane hybrids”（甘蔗杂交种中母本恢复的遗传机制）的重磅研究论文，破解了持续百余年的甘蔗育种之谜。

该团队对两个亲本以及8个杂交后代进行了分析，发现所有后代的遗传比例都稳定在2∶1。简单来说，就是母本“给得更多”，父本“给得更少”。正常情况下，植物在形成生殖细胞时，染色体要经过一次“分开再分开”的过程。但在甘蔗母本中，第一次分开是正常的，到了第二次分开时却“卡住了”，本来应该分成两份的染色体没有再分开，而是一起进入了同一个生殖细胞，也就是说，所有的杂交后代里“携带了两份母亲的染色体”。

进一步研究发现，母本传给后代的遗传信息也不是完全原封不动的复制。其中大约一半，基本保持了母本原来的样子；另一部分则在传递过程中发生了重新组合和“洗牌”。最终算下来，后代大约保留了62.5%的母本遗传信息，相较于正常生殖细胞中的50%，多出来的12.5%并不是“随便多一点”，这意味着母本的影响被明显加强了。一方面，更多来自母本的基因被保留下来，使高糖、高产等性状更稳定；另一方面，这些基因又经过重新组合，产生新的排列方式，让后代在保持优势的同时，也拥有更多适应环境变化的可能性。

这项发现为延续百余年的甘蔗母本恢复机制之争提供了答案，也让甘蔗育种中一个长期依靠经验利用的现象，变成了可以理解和追踪的遗传规律。

未来，育种人员有望据此更加合理地选择亲本和杂交后代，在保留母本高糖、高产特征的同时，更有效地引入父本的抗病、耐旱等优良性状，减少漫长育种过程中的盲目筛选，大大提高育种选择效率。