近日，北京林業大學林學院森林培育學科張凌云教授團隊連續在農林科學大類一區《Horticulture Research》（Top期刊）和《Journal of Integrative Agriculture》（《農業科學學報》(英文)）上分別發表題目為“Sugar import mediated by sugar transporters and cell wall invertases for seed development in Camellia oleifera”和“Genome-wide identification of sucrose transporter genes in Camellia oleifera and characterization of CoSUT4”的研究論文。這是繼2023年5月份該團隊在《Horticultural Plant Journal》（園藝學一區）發表“油茶葉片中同化物主要采取被動裝載模式且其運輸效率與葉片衰老相關”的研究論文后，在油茶同化物運輸領域研究的又一重要進展。
研究以我國特有的木本油料樹種——油茶為研究對象，圍繞油茶種子發育過程中糖分如何向胚和胚乳轉運的細胞學觀察和分子調控機制開展研究。通過對‘華碩’油茶種子的顯微結構觀察和熒光示蹤標記，解析了種子發育過程中同化物在不同組織部位的卸載模式和從母代向子代轉運的路徑，明確了胚胎發育早期珠孔端細胞化胚乳/胚柄作為糖分向胚胎運輸的主要路徑以供應其生長。結合組學分析、原位雜交及多種體系的轉化實驗，篩選并鑒定了四個關鍵糖轉運蛋白CoSWEET1b、CoSWEET2a、CoSWEET15和CoSUT2的轉運特性及其在油茶種子發育不同時期參與介導糖分向胚和胚乳輸入的3個作用位點：珠孔端胚乳、轉移細胞和合點端珠心。研究最終揭示并提出了酸性轉化酶協同糖轉運蛋白參與了油茶種子發育過程中的糖分卸載及轉運過程，為將來通過生物技術手段調控油茶種子發育和產量性狀提供了理論基礎和潛在的基因靶點。
Journal of Integrative Agriculture在8月優先上線文章中報道了該團隊通過全基因組分析在油茶中共鑒定出4個SUT基因，并對其中的CoSUT4進行了功能分析。CoSUT4在油茶種子子代與母代交界處（合點端珠心和轉移細胞層）介導蔗糖的轉運，在擬南芥atsuc4突變體中過表達恢復了突變體的生長和產量缺陷，促進種子含油量的提升。此外，該基因過表達增強了植物對于干旱脅迫的耐受性。總之，該研究為通過遺傳手段增強油茶抗性和產量提供了新見解。
林學院在讀博士生杜兵帥為《Horticulture Research》論文的第一作者，已畢業博士生周婧和在讀博士生杜兵帥為《Journal of Integrative Agriculture》論文的共同第一作者，張凌云教授為通訊作者，曹一博副教授參與了該項研究，北京林業大學為獨立完成單位。
該研究得到國家自然科學基金面上項目（32071798）及北京林業大學“5·5工程”科研創新團隊項目 （BLRC2023B08）的資助。
