在全球约80%食糖和40%生物乙醇原料依赖甘蔗生产的背景下，该热带经济作物的基因组研究长期面临独特难题。现代栽培甘蔗由热带栽培种与野生种杂交而来，基因组呈12倍体特征，包含120多条染色体，并伴随大量结构变异和重复序列。由于复杂度极高，传统单一线性参考基因组方法难以完整、准确地捕捉遗传信息，甘蔗遗传解析也因此成为制约育种效率提升的全球性瓶颈。 根据这一难题，由广西大学张积森教授领衔的跨机构研究团队研发了多倍体感知的图泛基因组分析体系。该体系整合4个甘蔗种的9套基因组数据，将遗传多样性捕获率从传统方法的34%提升至82%，并首次实现对混合倍性物种的相对无偏解析。研究还提出DosageGWAS剂量效应分析方法，精准定位糖分含量、叶片形态等关键性状的候选基因群。其中，TB1基因经CRISPR验证，可提升分蘖能力与产量。 该研究的学术价值获得国际同行认可。《科学》杂志评审专家指出，该成果“为复杂多倍体作物研究建立了新范式”。从产业角度看，其影响同样突出：甘蔗是我国重要的热带作物，关联约4000万蔗农生计和2000亿元年产值。新构建的遗传信息库有望将传统育种周期从10年以上缩短至3—5年，配套开发的“西智蔗”智能系统也已实现从基因筛选到田间管理的全链条数字化支持。 农业农村部热带作物专家指导组成员认为，此项突破意味着我国在三大战略作物（水稻、小麦、甘蔗）中，甘蔗基因组研究这一关键环节取得重要完善。尤其是在全球气候变化导致传统甘蔗产区减产的背景下，快速培育抗逆高产新品种需求更加迫切。广西糖业发展办公室数据显示，应用该技术的试验田块已实现糖分含量提升15%、亩产增加20%的效果。
这项成果标志着我国甘蔗育种研究在基础理论与应用实践之间迈出关键一步。通过图泛基因组分析体系与智能育种技术的结合，研究团队不仅解决了复杂多倍体作物遗传解析中的核心问题，也为甘蔗产业提质增效提供了技术支撑，并为其他复杂作物的遗传改良提供了可借鉴的路径与方法。