草类植物中夜间碳水化合物可利用性的调控方式与拟南芥截然不同

据报道，禾草叶片在白天积累蔗糖，并在夜间将其输出至其他器官。夜间输出的调控机制尚不清楚。相比之下，拟南芥叶片积累淀粉，并在夜间将其转化为蔗糖以供输出。淀粉动员的调控可确保蔗糖持续稳定供应，并使淀粉在预期黎明时恰好耗尽。 我们发现，41种早熟禾亚科禾草的叶片叶身中，蔗糖与淀粉的积累比例及其夜间消耗（周转）存在广泛差异，且这种差异不受生长条件影响。在大多数物种中，蔗糖周转高于淀粉周转，但在少数物种中二者相近。 在涵盖这种多样性的8个物种中，蔗糖消耗速率在夜间逐渐下降。在其中6个物种中，且这些物种的蔗糖周转均高于淀粉周转，夜间淀粉消耗在初期较慢；随后其速率升高，并在黎明前后将淀粉耗尽。而在另外2个物种中，这种初始滞后并不存在，淀粉消耗在整个夜间均呈线性变化；这两个物种的蔗糖和淀粉周转相近。 我们提出，禾草叶身中淀粉动员的潜在调控机制与拟南芥叶片中的机制相似。高蔗糖物种中淀粉消耗的初始滞后，可能源于蔗糖对淀粉降解的抑制作用，而这一作用是通过蔗糖信号代谢物Tre6P介导的。禾草叶身蔗糖输出在昼夜周期中的大幅波动，可能在输出至其他器官之前，通过与叶基部和叶鞘中动态蔗糖库的交换而得到缓冲。

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草类植物中夜间碳水化合物可利用性的调控与拟南芥截然不同

Matthias Thalmann， Alison M Smith

doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.02.729567

Matthias Thalmann 约翰·英纳斯中心 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议提供。

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发布于 2026年6月5日。

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Matthias Thalmann， Alison M Smith

bioRxiv 2026.06.02.729567； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.02.729567

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草类植物中夜间碳水化合物可利用性的调控与拟南芥截然不同

Matthias Thalmann， Alison M Smith

bioRxiv 2026.06.02.729567； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.02.729567

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.02.729567v1?rss=1

🏷️ 禾草 碳水化合物代谢 蔗糖输出 淀粉动员 昼夜节律 Tre6P信号