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甘蔗属于C4高光效糖料作物,遗传背景复杂,其基因片段大小和整合方式等是影响转基因植株后代遗传稳定性的重要因素,关系到目标性状的稳定遗传。蔗糖转运蛋白基因（SUT）与蔗糖代谢密切相关,其编码的蛋白质具有蔗糖转运活性,负责蔗糖的跨膜运输,在韧皮部介导的源-库蔗糖运输和库器官的蔗糖供给中发挥关键作用。本研究旨在从表型上观测自然条件下甘蔗品种B8转So SUT5基因甘蔗第2代新植蔗（T2）、第2代宿根蔗（T2R1）、第2代新植蔗22月龄蔗（T2M22）和第3代新植蔗（T3）的生长、农艺性状、蔗茎出汁率、蔗汁重力纯度、蔗糖分积累等方面的表现,利用转录组测序技术（RNA-Seq）对T3代甘蔗工艺成熟期蔗茎节间进行转录组测序分析,并对测序结果进行q RT-PCR验证,了解转基因甘蔗和非转基因甘蔗的差异表达基因,为转基因甘蔗的进一步研究提供参考依据。主要研究结果如下:1.通过对转基因甘蔗+1叶进行常规PCR检测,在T2代和T3代甘蔗植株上同样检测到了转基因甘蔗载体上的标记基因bar的存在,说明甘蔗品种B8中导入的So SUT5基因并未丢失。经过除草剂的抗性筛选,非转基因甘蔗叶片颜色变黄,而在相同条件下各转基因甘蔗株系叶片颜色并未发生明显变化,具有除草剂抗性,进一步从表型上验证了转入的So SUT5基因依然存在于转基因甘蔗中。2.自然环境条件下生长的T2和T3转So SUT5基因甘蔗（L1、L2、L3、L6）的茎径和田间锤度等性状相对于非转基因甘蔗（WT）都发生了明显改变。4个转基因甘蔗株系的出苗率均低于WT,甘蔗茎径均显著小于WT,而黑穗病发生率均高于WT。除L6外,其余3个转基因甘蔗株系的分蘖率均高于WT。在工艺成熟期,4个转So SUT5基因甘蔗株系的单茎重均显著低于WT,甘蔗蔗糖分和蔗汁重力纯度等品质性状都有不同程度降低,而出汁率则有所提高。转So SUT5基因株系的甘蔗蔗糖分在T2、T2R1、T2M22和T3时均比WT低。综合这些表现可以认为,在自然环境条件下转So SUT5基因可能对甘蔗生长和蔗糖分起负调控作用,并增加黑穗病的发病率。3.自然条件下种植的4个转基因甘蔗株系在工艺成熟期时+1叶的蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合酶合成方向酶（SSs）的活性均显著低于非转基因甘蔗。4个转基因甘蔗株系在工艺成熟期+1叶的酸性转化酶（AINV）活性均显著高于WT,且各甘蔗株系的AINV活性均比苗期时高。除L6外,其余各转基因甘蔗株系+1叶NINV的酶活性均显著高于非转基因甘蔗。4.对工艺成熟期的甘蔗节间进行高通量转录组测序,分析了转基因甘蔗和非转基因甘蔗基因的差异表达,并通过q RT-PCR验证了转录组测序结果的可靠性。结果表明,L1与WT有872个差异表达基因,其中有703个基因表达上调,有169个基因表达下调;L2与WT有720个差异表达基因,其中有529个基因表达上调,有191个基因表达下调;相对于WT,L1和L2有487个共同差异表达基因。对转录组进行差异基因GO和KEGG富集分析,发现差异基因主要富集在寄主形态或生理的共生修饰、其他共生生物形态或生理的改变、次生代谢产物生物合成过程、纤维素生物合成过程、纤维素代谢过程、物种间的相互作用等生物学功能,差异表达基因KEGG pathway主要富集在DNA损伤修复、逆境胁迫应答、信号转导等与生命活动过程相关途径。综上所述,转基因甘蔗蔗茎变小、糖分降低、黑穗病发病率增高,抗病性减弱。基于本研究的结果,可以认为So SUT5基因对甘蔗的生长和蔗糖积累起负调控作用,并增加黑穗病的发病率,而敲除此基因则有可能改善甘蔗的生长、产量和品质性状。