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中国农业科学院烟草所揭示揭示蔗糖诱导的烟草叶片衰老的糖信号途径

2022/9/6 11:23:01　阅读：257　发布者：

近日，中国农业科学院烟草研究所烟草智慧农业创新团队，通过2年工作，综述了植物源叶和库叶中诱导叶片衰老的糖信号途径，阐述了在高碳和低碳情况下叶片衰老途径的差异，论述了糖整合激素信号调控叶片衰老的途径。并通过实验明确，蔗糖可以诱导烟草离体叶片的衰老，库叶（Sink）主要通过HXK（已糖激酶）途径，而源叶（Source）主要通过T6P/SnRK（海藻糖-6-磷酸/蔗糖非酵解型蛋白激酶）途径。相关研究成果在生物技术领域权威期刊连续发表论文3篇，累积影响因子20.707，其中《生物技术评论（Critical Reviews in Biotechnology）》（IF2021=9.062，中科院JCR期刊一区，TOP10%）1篇，对揭示糖调控植物叶片发育的生理机制具有重要指导意义。

蔗糖作为植物重要的光合作用产物，可以作为独立的信号物质来调控碳分配从而促进开花、分蘖以及根系的生长。也有人认为蔗糖这种效应是通过其水解产物葡萄糖和果糖实现的。有足够的证据显示，蔗糖、T6P、葡萄糖以及果糖可以作为信号物质调控植物的发育。利用烟草离体叶片，采用生理学、生物化学、分子生物学、数学模型等方法，证明了源叶和库叶的糖信号调控差异，并进一步利用源叶，解析了蔗糖可以持续激发海藻糖合成途径，中间产物T6P通过抑制SnRK诱导衰老Marker基因SAG12表达及细胞膜的渗透性调控叶片衰老；同时糖酵解途径中HXK则通过影响光合能力、产生MDA诱导叶片衰老。
烟草所博士后Muhammad Asim均为3篇论文的第一作者，张彦博士和石屹研究员均为3篇论文的通讯作者。该研究得到中国农业科学院农业科技创新工程、烟草健康栽培耕作模式研究与应用、高端卷烟原料生产核心技术集成与示范等项目的资助。