糖类是生物体的重要组成成分,在自然界中分布广泛,含量丰富。糖类物质全面参与了生物的生殖发育、生长、应激等过程，是很多生理和病理过程中分子识别的决定因素。年,Science杂志汇编了Hurtley等人的7篇综述和6篇简介,以《灰姑娘的马车来了》为题编辑了一期“糖和糖生物学”专辑。年,Nature杂志也推出了糖化学与糖生物学的专辑,全面介绍了糖生物学领域的研究进展。糖类研究已成为一门热门学科。今天小维和大家分享一下糖的生物学功能及相关的文献案例！在本公号后台回复“糖”即可获取16篇文章的原文文献包。
糖的功能
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生长发育
在种子萌发时，己糖信号可通过调控细胞分裂加快胚发育速度；在种苗发育早期,葡萄糖信号通过己糖激酶1与生长素、脱落酸和乙烯等植物激素协同作用,从而抑制植物下胚轴伸长、子叶绿化、子叶伸展和枝条发育。在成年植物的生长期，糖信号可调控植物的器官形成和叶片形态。糖信号也涉及植物的生殖，研究发现提高拟南芥地上部分的蔗糖含量可以加快其在黑暗条件下的开花。
2
逆境胁迫
细胞壁作为植物的第1道防御层,在植物应对外界生物和非生物胁迫时起到重要的作用,而糖类是实现其功能的主要因子。在病原菌与植物的互作过程中,一系列糖基水解酶活力被激发,将病原菌与植物细胞壁上的多糖降解为寡糖片段,而极微量的寡糖就可以激发植物产生强烈的抗病反应。
项目文章介绍
代谢组学揭示牡丹休眠过程中糖酵解途径和*酮类化合物积累的机制
期刊：BMCPlantBiology
发表时间：年10月23日
单位：青岛农业大学
研究背景：
芽休眠是植物在恶劣环境中生存的一种复杂策略。芽的内休眠是牡丹反季栽培的关键，充分的低温暴露是打破包括牡丹在内的多年生植物休眠的有效方法。但是休眠解除机制仍然知之甚少，且低温诱导休眠变化过程的代谢组学研究较少。
研究结果：
人工低温处理牡丹花蕾，在0-4℃处理0d、7d、14d、21d、28d后的5个时间点进行代谢组学分析。一共检测到个代谢产物，其分为11类，包括*酮类、氨基酸及其衍生物、脂类、有机酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、生物碱、羟基肉桂酰衍生物、碳水化合物和醇类、植物激素、香豆素和维生素。其中个为差异代谢产物(VIP≥1,P0.05)，其KEGG通路注释到多个与休眠相关的代谢通路。蔗糖是牡丹芽中最丰富的碳水化合物。休眠解除过程中淀粉降解和EMP活性升高，是由于糖含量、相关酶活性和关键基因表达的变化决定的。延长冷冻时间也能促进*酮类化合物的合成和积累。此外，植物激素(水杨酸、茉莉酸、脱落酸和吲哚-3-乙酸)的变化也表明它们在休眠变化中起着不同的作用。研究表明，淀粉降解、EMP激活和*酮积累是影响牡丹芽休眠的关键因素。
在进化中获得的寡糖水解和糖转运增强了碳水化合物在甜西瓜果实中的分配
期刊：ThePlantCell
发表时间：年2月
单位：北京市农林科学院
研究背景：
在大多数植物中，蔗糖（Suc）是在维管束中运输的主要糖，而棉子糖（Raf）家族寡糖（RFOs）是在葫芦科，唇形科和玄参科等植物的维管束中运输的主要糖。在过去的十年中，进行了大量研究以了解各种糖转运蛋白对糖分配的调节。但是，尚未对水果作物中的糖转运蛋白进行全面的功能研究。迄今为止，对控制糖向果实中的细胞质中导入糖的基因的功能和进化尚无明确的了解。
研究结果：
RFOs运输型植物西瓜果实是RFOs水解的主要器官，且在野生西瓜果实中存在RFOs“滞留”，通过驯化栽培西瓜茎伤流液中运输RFOs的能力大大强于野生西瓜。碱性α-半乳糖甘酶ClAGA2是RFOs水解的关键酶，其表达受到了转录因子ClNF-YC2调控。ClAGA2和三个糖转运蛋白ClVST1、ClSWEET3、ClTST2呈现分步进化与驯化的特征。
结合代谢表型和基因表达谱鉴定西瓜果实发育过程中控制有机酸和糖代谢的关键基因网络
期刊：HorticultureResearch
发表时间：年12月
单位：中国农业科学院郑州果树研究所
研究背景：
西瓜是全球第五大消耗最多的果肉水果，果实富含水分和营养成分（氨基酸糖，类胡萝卜素，番茄红素，有机酸等）。糖和有机酸对果实感官品质有重要影响，是果实风味形成的关键成分。与以最终产量为最终目标的主食作物不同，口味和香气是西瓜更重要的特性，两者均由水果的代谢产物决定。在生长过程中，西瓜果实发生了许多生化变化，包括糖代谢，有机酸和色素积累，水果软化，风味和芳香族挥发性成分的变化。有机酸是保持水果pH值和改变水果感官品质的关键因素。果实成熟度的评价取决于糖酸比以及品种的品质。西瓜中主要的糖和有机酸是果糖和苹果酸。但是，目前西瓜中糖和有机酸的代谢调控网络尚未明晰。
研究结果：
该研究发现，随着果实成熟，果糖和葡萄糖先升高后降低，但是蔗糖呈现一直升高的趋势。酸味西瓜中有机酸含量显著高于甜味西瓜，苹果酸是西瓜果实中最主要的有机酸。转录组差异表达基因(DEGs)和共表达网络分析发现3个共表达的基因网络与糖类和有机酸显著相关。通过显著性和qRT-PCR分析，筛选到了7个参与西瓜果实糖酸代谢的关键基因。本研究揭示了甜西瓜和酸西瓜授粉后10、18、26和34天糖和有机酸的调控网络和机制。
前沿文献
文献一：年4月27日，PLOSGenetics杂志在线发表了题名为“GlycolysisregulatespollentubepolarityviaRhoGTPasesignaling”的研究论文。该文首次证明了糖酵解过程参与花粉管细胞极性生长的调控，并找到了糖酵解参与细胞极性调控网络的一个介入点。
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