广西热作所科技人员在中科院3区SCI期刊发表甘蔗蔗糖合成积累相关的研究论文

近日，广西热作所甘蔗育种与栽培研究团队科技人员在国际SCI期刊《Sugar Tech》（中科院3区，影响因子1.8）在线发表了题为“Interactions of Carbon Fixation, Glucose Metabolism, and Stress Tolerance are Associated with Sugarcane Ripening”的研究论文。明确果糖二磷酸醛缩酶（FBA）和二硫键异构酶（PDI）两种关键蛋白与甘蔗成熟度、蔗糖合成积累的密切关联，为高糖甘蔗品种选育提供了重要分子依据。

图1 论文信息

甘蔗作为全球80%食糖的来源，其蔗糖含量直接决定制糖产业经济效益。早、晚熟甘蔗品种在蔗糖积累模式上存在显著差异：早熟品种如桂柳05136生长周期短，11月即可进入成熟期，1-2月仍可维持较高蔗糖水平；晚熟品种如桂热2号则在12月才启动成熟进程，2月达到蔗糖积累高峰。这种成熟特性差异导致同期收获的甘蔗含糖量参差不齐，给制糖企业生产调度带来挑战。

该研究证实，FBA和PDI是调控蔗糖积累的核心因子。FBA作为糖酵解和糖异生途径的关键酶，在早熟品种桂柳05136的样本中高表达，通过调节核酮糖二磷酸再生速率加速蔗糖合成；PDI则以分子伴侣身份参与蛋白正确折叠，晚熟品种桂热2号的PDI上调表达可促进甘油醛-3- 磷酸脱氢酶活性，间接推动三碳化合物向蔗糖转化。该研究还构建了甘蔗成熟过程中的蛋白表达图谱，揭示了光合作用效率、糖酵解途径碳分配、蛋白折叠与环境胁迫适应的协同网络，阐明了早、晚熟品种蔗糖积累差异的分子本质。FBA和PDI可作为高糖育种的分子标记，通过基因编辑或分子辅助选择技术，有望培育出甘蔗成熟期早、蔗糖积累峰值高且抗逆性强的优良品种。

图2 差异蛋白的直系同源基因簇（COG）分析

广西热作所欧克纬高级实验师为论文第一作者，卢业飞高级农艺师为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目和广西自然科学基金项目的支持。

热作所  卢业飞供稿/供图

一审一校：周全光

二审二校：刘思朝

三审三校：冯春梅