2025年7月28日，The Plant Journal在线发表西南大学生命科学学院罗克明教授团队题为“A ray localized vacuolar sucrose transport is required for wood formation in Populus tomentosa” 的研究论文。该研究揭示了射线表达蔗糖转运蛋白PtoSWEET17b通过调控木材中糖的卸载分配促进木材发育的分子机理。
木材来源于多年生林木的茎干，其发育是以碳需求为核心的过程，对木质部发育和次生壁的形成至关重要。射线组织在林木茎干的径向运输系统中起关键作用，但对其运输的调控机制及射线运输效率对木材发育的影响尚不明确。SUGAR WILL EVENTUALLY BE EXPORTED TRANSPORTERs（SWEETs）是碳水化合物从光合源组织向库组织流动的关键转运蛋白，然而杨树SWEETs在糖从茎中的韧皮组织径向流动至木质部的过程中是否发挥作用仍不清楚。本研究表明，毛白杨PtoSWEET17b基因在射线细胞中特异高表达，并定位于液泡膜。酵母功能分析证明，PtoSWEET17b是一种高效的蔗糖转运蛋白。研究发现，敲除PtoSWEET17b会导致13C标记同化物从叶片流向木质部的分配量减少，PtoSWEET17b突变体中木质部的可溶性糖含量降低也进一步证明此发现。此外，PtoSWEET17b突变体还伴随缺陷的木质部形成以及茎中下降的纤维素和半纤维素含量。相反，过表达PtoSWEET17b则能增加木质部产量和可溶性糖含量。这些结果共同确立了PtoSWEET17b在调控糖从射线组织到木质部的径向运输功能，为杨树茎的糖径向运输机制提供了新见解。
西南大学生命科学学院陆婧讲师、硕士研究生王妍红（已毕业）为共同第一作者，罗克明教授为通讯作者。硕士生温雅琪参与了本项工作。已毕业硕士生任巧和王麒麟为该研究提供了重要支持。该研究得到了国家自然科学基金青年项目（32201518）、重庆市面上基金（CSTB2023NSCQ-MSX0973）等资助以及西部（重庆）科学城种质创制大科学中心的大力支持。
本论文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.70347
