近日，广西农业科学院甘蔗研究所甘蔗产能性状提升研究团队在国际植物学经典期刊《Plant Science》（JCR Q1，新锐二区top，5年平均IF=5.1）在线发表题为《Systematic characterization of FBP gene family in Saccharum reveals ScFBP3 as a key regulator of sucrose-mediated plant branching》的研究论文。

该研究在割手密AP85-441、甘蔗杂交种R570与ZZ1三个甘蔗基因组中，系统鉴定出 66个FBP基因家族成员，全面解析了该家族的进化特征、基因结构、顺式作用元件与时空表达模式。基于表达模式分析结果，研究团队从甘蔗主栽品种桂糖42号中克隆获得了在分蘖关键期高表达、对多种分蘖调控信号显著响应的核心候选基因ScFBP3。通过在模式植物拟南芥中进行功能验证，明确了ScFBP3过表达可显著提升植株叶片中蔗糖、葡萄糖、果糖等可溶性糖含量，同时显著增加植株的分枝数量，证实了该基因在蔗糖积累与植物分枝发育中的正向调控功能。

图1 转基因株系的表型与生理指标鉴定

进一步利用转录组测序与生物信息学分析，研究团队系统解析了ScFBP3调控植物分枝的分子机制：该基因一方面通过增强蔗糖合成能力，上调细胞壁转化酶、蔗糖合酶等关键基因的表达，促进可溶性糖库源供给与分配和细胞壁合成前体的积累，为腋芽萌发与分枝生长提供充足的碳源、能量与物质基础；另一方面通过调控海藻糖-6-磷酸（Tre6P）合成通路关键基因的表达，提升体内Tre6P水平，介导糖信号传导，最终通过蔗糖代谢与Tre6P糖信号通路的协同作用，实现对植物分枝/分蘖发育的精细调控。

图 2 ScFBP3调控植株分枝发育的作用通路

本研究解析了ScFBP3介导蔗糖代谢与糖信号通路，调控植物分枝/分蘖发育的分子机制，为禾本科作物碳代谢与株型建成的协同调控机制研究提供了重要的参考数据，也为甘蔗产能性状提升的分子改良育种挖掘了关键的候选基因。

院甘蔗研究所周慧文副研究员和河池市农业科学研究所罗含敏助理研究员为论文的共同第一作者，院甘蔗研究所丘立杭正高级农艺师、闫海锋副研究员为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、广西自然科学基金等项目的共同资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2026.113150

甘蔗所  周慧文供稿/供图

一审一校：刘昔辉