糖信号调控马铃薯块茎发育的研究进展

单建伟,柳俊,索海翠,王丽,安康,刘计涛,景晟林,李成晨,宋波涛,李小波

1.广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室，广州 510640；2.华中农业大学生命科学与技术学院，武汉 430070； 3.华中农业大学园艺林学学院，武汉 430070

马铃薯(SolanumtuberosumL.)粮菜兼用、营养全面、适应性广，是全球最大的非谷类(non-grain)粮食作物，在全球经济和粮食安全中发挥重要作用。块茎(tuber)是马铃薯作物的主要经济器官以及生产上的繁殖器官，由地下匍匐茎(stolon)在适宜的诱导条件下停止纵向伸长生长并发生横向膨大形成的变态器官。马铃薯块茎发育包括块茎形态建成以及与淀粉积累相关的生化变化2个同步进行但又相互独立的生物学过程。

马铃薯块茎发育受自身生理(植物激素、糖)和外部环境(光周期、温度、氮营养)等因素协同调控。糖是调控马铃薯块茎发育的重要信号，同时调控马铃薯块茎形态建成以及库源(淀粉积累)关系，并与调控马铃薯块茎发育的光周期、激素等途径存在协同互作。1989年，国内外2个研究团队几乎同时利用高浓度的糖在不添加任何植物生长调节剂的培养基上诱导形成了马铃薯试管块茎[1-2]，从而确定了糖在调控马铃薯块茎发育中的作用，拉开了糖信号调控马铃薯块茎发育研究的序幕。经过几十年的不懈努力，糖信号调控马铃薯块茎发育机制的研究取得了突出进展。本文概述了植物糖信号的葡萄糖(glucose)、蔗糖(sucrose)和海藻糖-6-磷酸(trehalose-6-phosphate,Tre6P)等途径在马铃薯块茎形态建成、库源关系等方面的调控作用，并讨论了在调控马铃薯块茎发育过程中糖信号与光周期、植物激素等途径间的关系，旨在为进一步深入解析糖信号调控马铃薯块茎发育的机制提供借鉴。……