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研究揭示勃氏甜龙竹幼竹快速伸长过程中光合同化物韧皮部卸载及卸载后运输机制

来源: 时间:2026-09-28 作者:

近日,西南林业大学竹资源生物学研究与利用兴滇创新团队以勃氏甜龙竹幼竹为材料,结合解剖观察、荧光示踪、转录组分析和基因功能验证,系统解析了幼竹节间韧皮部卸载及卸载后运输机制。相关研究成果在线发表于国际植物生理学领域权威旗舰期刊《Plant Physiology》,论文题目为“Mechanisms of phloem unloading and post-phloem transport of photoassimilates during the rapid elongation of young Dendrocalamus brandisii shoots”。

禾本科植物中散布的维管束及其紧密连接的韧皮部和木质部,给精确分析卸载途径和卸载后运输机制带来了重大技术挑战。竹子是禾本科的典型成员,个体高大,是研究茎秆伸长过程中糖分卸载机制的理想模型。作为地球上生长最快的植物之一,竹子可在单个生长季内完成高度和径向生长,积累出许多其他植物难以比拟的生物量,这种爆炸性生长速度需要强烈的碳水化合物运输和代谢。

图 1 勃氏甜龙竹幼竹节间韧皮部发育和共质体卸载途径

研究发现勃氏甜龙竹茎秆韧皮部卸载具有明显的发育阶段特异性。在未成熟节间中,质外体和共质体途径并存;而在成熟节间中,卸载途径转变为完全依赖共质体的机制。定位于韧皮部伴胞和邻近薄壁细胞的质膜蛋白DbSWEET1a和DbPMT1主要参与未成熟节间中的质外体韧皮部卸载和运输;在成熟节间中,它们则促进质外体糖的回收,使其重新整合进入共质体卸载途径。该研究拓展了竹子光合同化物运输和快速生长机制的认识,也为优化禾本科作物源库关系和选育高产、高糖品种提供了理论参考。

图 2 勃氏甜龙竹快速伸长节间蔗糖卸载途径的假设模型

论文第一作者为西南林业大学生物与食品学院已毕业硕士研究生朱方为(现为西南林业大学园林学院在读博士研究生),通讯作者为王曙光教授。已毕业硕士生赵崇胜和武宇芳(现为东北林业大学在读博士研究生)参与了该项研究的大量工作。该研究得到“十四五”国家重点研发计划项目(2021YFD2200503)资助。

论文链接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiag687




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