近期，我校国家甘蔗工程技术研究中心阙友雄研究员团队在甘蔗逆境生物学和分子育种研究领域取得系列研究进展。

甘蔗（Saccharum spp.）是世界上最重要的糖料作物，蔗糖占世界食糖产量的80%左右，在我国所占比例更是高达85%以上。甘蔗蛋白质翻译后修饰组学（post-translational modification, PTM）是一种细胞内的中枢调节机制，可快速、有目的地调节蛋白质功能。乙酰化（Kac）、2-羟基异丁酰化（Khib）和乳酸化（Kla）是三种新型的蛋白质翻译后修饰，在植物的生长、发育和抵御不良环境方面发挥着非常重要的作用。甘蔗育种中，鉴定不依赖于表型的性状关联标记与基因对进一步提高育种的效率和准确性尤为紧要。同时，基因工程已成为育种的重要手段，使得抗病功能基因的克隆和功能鉴定成为一项基础工作。

（1）在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》发表题为“Deciphering the atlas of post-translational modification in sugarcane”的研究论文。该研究共鉴定到8573个Kac、4637个Khib和215个Kla位点，建立了首个甘蔗多维蛋白质修饰图谱。修饰蛋白的功能注释和表达模式分析结果表明，PTM在甘蔗的生长、发育和对生物和非生物胁迫的反应中起作用。以上研究提供了全新的甘蔗多维蛋白质修饰的概况，并为阐明蛋白质翻译后修饰在甘蔗中的分子机制提供了新的视角。福建农林大学农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室、国家甘蔗工程技术研究中心/农学院青年教师吴期滨为本文的第一作者，阙友雄研究员和苏亚春副研究员为共同通讯作者。

（2）在《Frontiers in Plant Science》发表题为“Identification of QTLs and critical genes related to sugarcane mosaic disease resistance”的研究论文。该研究首次利用对花叶病抗性不同的甘蔗主栽品种为亲本杂交后代为材料，采用自然感染和人工接种进行综合评价，明确该性状为高度可遗传的数量性状（H2 = 0.85），并鉴定到免疫、高抗、中抗、感病和高感子代。进一步，利用甘蔗100K SNP芯片构建的高密度图谱，定位到7个与花叶病抗性相关QTL，其中1个主效QTL即qRsm-Y12，可解释17.10%的表型变异。最后，通过比较基因组和转录组分析，鉴定到110个抗病候选基因，并获得了9个甘蔗抗SCMV和SrMV的潜在关键基因。研究结果为解析甘蔗对花叶病的抗性机制及进一步开展甘蔗花叶病抗病分子育种奠定了良好的基础，并提供了科学依据。福建农林大学农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室、国家甘蔗工程技术研究中心/农学院2018级博士研究生路贵龙为该论文的第一作者；阙友雄研究员和许莉萍研究员为共同通讯作者。 

（3）在《Plant Physiology and Biochemistry》发表题为“Dissecting the features of TGA gene family in Saccharum and the functions of ScTGA1 under biotic stresses”的研究论文。该研究聚焦甘蔗SsTGA基因家族的挖掘、分类、进化、结构特征和表达模式等开展研究。作者还鉴定了一个ScTGA1基因，揭示了过表达该基因可能通过影响过敏反应相关基因的表达、叶片H2O2含量积累以及细胞坏死，从而调控植物对病原菌侵染的防御反应。最后，提出了甘蔗ScTGA1蛋白功能作用的机制模式。该研究将有助于深入解析甘蔗ScTGA1基因家族进化趋势、功能分化模式及生物胁迫的响应机制。福建农林大学农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室、国家甘蔗工程技术研究中心/农学院2020级硕士研究生赵振南为该论文的第一作者；阙友雄研究员和吴期滨讲师为共同通讯作者。

以上研究得到国家重点研发计划、中央引导地方科技发展专项、国家自然科学基金、福建省自然科学基金和国家糖料产业技术体系等项目的共同资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c01886

https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1107314

https://10.1016/j.plaphy.2023.107760

本文链接：https://www.fafu.edu.cn/2023/0622/c132a78686/page.htm