科研产出
基于WGCNA的甘蔗细胞壁建成和糖分积累调控网络分析
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗是重要的糖料作物和能源作物，糖分积累和细胞壁建成是其生长发育中的重要生物学过程。本研究以甘蔗品种新台糖22号为试验材料，采集其第1、3、5节叶片，第1、3、5、7、11、17节间茎髓和第3、5、7、11、17节间茎皮进行转录组测序。对获得的42份转录组数据利用WGCNA构建基因共表达矩阵，获得34个共表达模块。其中鉴定到与第1节叶片、第7节间茎髓和第5节间茎皮特异显著正相关的midnightblue、purple和magenta模块，KEGG代谢通路和GO功能富集分析表明这些模块参与了其组织中特定的生物学过程。Blue、yellow、turquoise和black模块分别主要在叶、幼髓、幼嫩节间和茎皮中表达，最终在blue模块中挖掘到参与光合作用的关键酶，包括LFNR1、PSAK、PETE、PSAN和NADP-ME4等，这些酶对甘蔗糖分的产生及积累十分关键。在yellow模块中，构建以SUS4为核心的蔗糖代谢网络，包括SWEET2等一系列与糖转运相关的酶和蛋白，证实了茎髓是甘蔗运输和储藏蔗糖的主要场所。在turquoise模块中，鉴定到可能参与初生细胞壁合成与修饰的糖蛋白和酶；调控次生细胞壁生物合成的转录因子NST1与其他修饰细胞壁的酶富集在black模块中，表明该模块可能参与茎皮的细胞壁沉积，为甘蔗提供机械强度与防御外界胁迫的屏障。以上结果为研究甘蔗糖分积累和细胞壁建成的调控网络提供重要参考。
关键词： 甘蔗 WGCNA 糖分积累 细胞壁 转录组 调控网络
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增产增糖剂对甘蔗不同节位糖分积累的调控
《湖北农业科学 》 2024 北大核心
摘要：以GT58甘蔗品种为试验材料,以叶面喷施清水为对照（CK）,使用自主研发的增产增糖剂叶面喷施,分析自然条件下和喷施增产增糖剂处理甘蔗上部、中部和下部节段糖分积累的变化规律。结果表明,在自然条件下,甘蔗生长至7～8节的下部节段糖分含量为7.05%,生长到20～22节糖分含量为13.24%,积累时长为100～110 d;甘蔗生长至11～13节,中部节段糖分含量为6.85%,生长到20～22节糖分含量为13.24%,积累时长为50～60 d;甘蔗生长至16～18节上部节段糖分含量为4.16%,生长到23～25节糖分含量为13.15%,积累时长为30～40 d;甘蔗节间生长至11～22节时的糖分积累量占全部积累量的63.9%。喷施增产增糖剂后,T1（11～13节）到T2（16～18节）时期甘蔗上部、中部和下部节段的糖分含量均低于对照;但到T3（20～22节）时期,上部节段糖分含量高于对照,差异达显著水平,而中部节段和下部节段的糖分含量与对照差异不明显;到T4（23～25节）时期,甘蔗上部、中部和下部节段的糖分含量分别比对照增加了0.96、1.04、0.93个百分点。
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不同化学调控剂对甘蔗节间伸长及糖分积累的影响
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨促生长化学调控剂对甘蔗节间伸长和糖分积累的影响，分析甘蔗产量与重要农艺性状间的相互关系，为定向化学调控甘蔗农艺性状及完善甘蔗高产高糖栽培技术提供参考依据。【方法】以甘蔗优良栽培品种桂糖58号（GT58）为试验材料，以不同促生长化学调控剂[硝酸钙（A）、硼酸（B）、磷酸二氢钾（C）、复硝酚钠（D）、赤霉素（E）、赤霉素+复硝酚钠（F）和赤霉素+硝酸钙+硼酸+磷酸二氢钾+复硝酚钠（G）]为化学调控剂处理组，以叶面喷施清水为对照组（CK）,开展两年新植蔗田间小区试验，于节间伸长期喷施化学调控剂后在甘蔗不同生长发育时期测定其株高、节间伸长速率、糖分和产量。【结果】不同促生长化学调控剂处理甘蔗后，节间伸长速率表现为1.22～1.67 cm/d;平均节间数为21.30～23.90节；平均节间长为11.41～12.41 cm,且以含赤霉素调控剂的E和G处理极显著高于CK（P＜0.01,下同）。含赤霉素调控剂的E和G处理甘蔗的株高均显著高于CK（P＜0.05,下同）,茎径显著低于CK,有效茎数低于CK但差异不显著（P＞0.05）,而最终产量均高于CK。在甘蔗节间糖分积累过程中，含赤霉素调控剂处理组（E、F和G处理）均可促进糖分在蔗茎中部和上部节间积累，促使不同部位节间的糖分含量快速达到工艺成熟期水平，还原糖含量快速降低至CK以下水平。相关分析结果表明，促生长化学调控剂处理组甘蔗的茎径与产量呈弱负相关，Pearson系数仅为-0.082,有效茎数与产量呈极显著正相关，株高与产量呈正相关。【结论】促生长化学调控剂可通过调控甘蔗节间伸长促进甘蔗株高形成，改善株高、茎径、有效茎数和产量性状及这些性状间的相互关系。其中，含赤霉素调控剂可有效促进节间伸长及糖分从中部节间至上部节间快速积累，增产增糖潜力巨大，可在甘蔗农艺性状的定向化学调控及完善甘蔗高产高糖栽培技术中应用。
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高、低糖甘蔗品种伸长期糖分积累特征及代谢相关酶活性分析
《江苏农业学报 》 2019
摘要：为了探究高、低糖甘蔗品种伸长期蔗糖代谢相关酶与糖分积累的相关性,采用桶栽试验,对甘蔗高糖(GT35)和低糖(B8)品种伸长期不同成熟度的叶和茎中的蔗糖合成方向和分解方向酶的酶活性、蔗糖、葡萄糖和果糖含量进行分析.结果表明,2个品种叶中蔗糖和己糖含量与NI酶活性呈显著正相关,茎中蔗糖含量与SPS和CIN酶活性呈显著正相关,与SS-c、SAI和NI酶活性呈显著负相关.GT35在成熟茎和老茎中蔗糖含量显著高于B8,己糖含量则显著低于B8.GT35中酶活性显著高于低糖B8的酶有成熟叶中的SPS、SS-c和SAI,老叶中的SPS、SS-c、NI和CIN,幼叶中的SS-s和NI,成熟茎中的SPS和CIN,老茎中的SPS、SS-s和CIN以及幼茎中的SS-c和CIN.B8中酶活性显著高于GT35的酶有幼叶中的SS-c、SAI和CIN,成熟叶中的SAI和CIN,老叶中的SAI和SS-s,幼茎中的SAI、SS-s和NI,成熟茎中的SS-s、SS-c和SAI,老茎中的NI.基于以上结果,认为叶中高SPS和NI酶活性,茎中SPS和CIN酶活性高,SAI、SS-c和NI酶活性低,可能是调节伸长期高糖甘蔗品种茎中蔗糖积累的重要因素.
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高、低糖甘蔗品种成熟期糖分积累特征及代谢相关酶活性分析
《江西农业大学学报 》 2019
摘要：为分析高、低糖甘蔗品种蔗糖代谢相关酶与糖分积累的相关性和差异性,对甘蔗高糖(GT35)和低糖(B8)品种成熟期不同成熟度的叶和茎中的蔗糖合成和分解方向酶活性、蔗糖、葡萄糖和果糖含量进行分析.结果表明,2个甘蔗品种叶中己糖含量与NI酶活性显著负相关,茎中蔗糖含量与SPS和CIN酶活性显著正相关,而与SS-s、SS-c、SAI和NI酶活性显著负相关.在GT35成熟茎和老茎中蔗糖含量显著高于B8,己糖含量则显著低于B8.GT35成熟叶、成熟茎和老茎中SS-s酶活性显著高于B8,高SS-s酶活性有利于蔗糖合成.茎中SS-c、SAI和NI酶活性由高到低依次为幼茎、成熟茎和老茎,分解酶活性降低有利于甘蔗茎间蔗糖积累.而随着节间成熟,CIN酶活性提高,有利于茎间蔗糖运输和积累.基于以上结果,认为叶中高SS-s和SPS酶活性,茎中高SPS、SS-s和CIN酶活性,低SAI、SS-c和NI酶活性,可能是高糖甘蔗品种成熟期茎中蔗糖积累的重要调节因素.
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高、低糖甘蔗品种苗期糖分含量及代谢相关酶活性分析
《热带作物学报 》 2019
摘要：以高糖(GT35)和低糖(B8)甘蔗品种苗期不同部位的叶和茎为材料,采用HPLC技术测定蔗糖、葡萄糖和果糖含量,分析2个甘蔗品种叶和茎中蔗糖代谢相关酶活性与糖分含量的相关性和差异性.结果表明:2个甘蔗品种苗期叶中蔗糖含量与SPS和SS-s酶活性呈显著正相关,茎中己糖含量与NI酶活性呈显著正相关,茎中蔗糖含量与SPS酶活性呈显著正相关,而与SS-c、SAI和CIN酶活性呈显著负相关.GT35茎中蔗糖含量显著高于B8,叶中蔗糖含量显著低于B8.GT35茎中SPS和叶中SS-s酶活性均显著高于B8,茎中SS-s和SS-c酶活性低于B8,其中只有幼茎中SS-c酶活性与B8差异不显著.说明苗期叶中高SS-s酶活性,茎中高SPS酶活性,低SS-s和SS-c酶活性,可能是调节高糖甘蔗品种苗期茎中蔗糖积累的重要因素.
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乙烯利诱导甘蔗ACC合成酶基因家族三成员在茎中表达与乙烯释放量和糖分积累的关系
《作物学报 》 2008 北大核心 CSCD
摘要：ACC合酶(ACS)是高等植物乙烯生物合成途径中的限速酶。为明确ACS基因在甘蔗茎中的表达与乙烯释放量、蔗糖积累的关系,在克隆到甘蔗ACS基因3个成员(Sc-ACS1、Sc-ACS2和Sc-ACS3)的基础上,分别以它们作为探针,Northern杂交检验其在茎中的时空表达。结果表明,甘蔗生长后期,ACS基因3个成员在茎中不同品种和节间持续表达,Sc-ACS1和Sc-ACS2表达维持较低水平,Sc-ACS3维持较高水平。乙烯利处理明显提高3个基因在茎的未成熟和正在成熟节间的表达,且Sc-ACS1和Sc-ACS2在未成熟节间的表达持续时间长达一个月,而Sc-ACS3在未成熟节间的较高水平表达可持续45d。该结果与甘蔗节间尤其是未成熟和正在成熟节间的乙烯释放量增加以及糖分积累的效应基本一致。相关分析表明,桂糖17品种乙烯释放量与蔗糖分在处理后14d和28d分别极显著和显著负相关,但巴西固氮品种B1未达显著水平。
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