光周期调控甘蔗开花诱导的信号传导与碳水化合物代谢机制研究

【编辑推荐】为解决甘蔗因光周期诱导开花导致碳资源重分配引发的减产问题，研究人员通过对比非诱导/诱导光周期条件，揭示了ScFT6、ScTPS1/ScTPS6基因表达与光合作用及糖代谢的关联规律，发现短日照通过上调ScFT6/ScTPS6并抑制ScTPS1促进开花，为甘蔗花期调控提供了分子靶点。

　　

甘蔗作为重要经济作物，其开花过程会导致蔗茎产量显著下降。有趣的是，昼夜光照时长（光周期）就像一把神奇的钥匙，通过调控开花基因FLOWERING LOCUS T（FT）和糖代谢基因TREHALOSE-6-PHOSPHATE SYNTHASE（TPS）的同源基因，操纵着甘蔗从营养生长转向生殖发育的开关。

研究人员设计了一场"光照魔术秀"：让甘蔗分别接受非诱导性长日照和诱导性短日照处理。通过实时荧光定量PCR技术发现，短日照这个"开花开关"能显著激活ScFT6基因（甘蔗FT同源基因）和ScTPS6基因的表达，同时抑制ScTPS1基因的表达。更精妙的是，光合作用速率与蔗糖、还原糖含量在长日照下同步提升，而淀粉则像个小仓库，随着光照时间延长不断囤积。

基因与代谢物的"共舞"图谱显示：ScTPS1基因像个"光合作用记录员"，其表达量与光合参数、蔗糖及还原糖浓度高度同步；而ScTPS6基因则与淀粉含量及开花促进因子ScFT6保持步调一致。这些发现暗示，甘蔗开花转型可能依赖于ScTPS基因家族成员与不同糖类分子的精密对话——当短日照触发ScTPS6/ScFT6信号轴时，淀粉代谢产生的海藻糖-6-磷酸（trehalose-6-phosphate）或许就是那枚打开开花程序的分子密钥。