在甘蔗的伸长期和成熟期，降雨等不利气候因素常诱发茎秆出现生长裂缝（Growth Cracks）。这一现象被视为甘蔗生产中的严重生理性病害，不仅显著影响甘蔗的商品性和加工品质，还会对产量形成造成不利影响。甘蔗生长裂缝可深入至表皮乃至内部维管组织，显著提高植株对病原菌和害虫的易感性，从而进一步降低产量和糖分含量。此外，裂缝的产生破坏了茎秆结构的完整性，导致蒸腾作用加速、水分流失加剧，最终影响甘蔗正常生长发育。

近日，由广西大学农学院和亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室在Industrial Crops and Products发表了题为“Germplasm evaluation and molecular insights into the mechanisms of sugarcane growth crack”的研究性论文，报道了甘蔗生长裂缝的种质评价结果及其分子机制解析。

研究对94份甘蔗种质的8个生长裂缝相关性状进行了系统评估。统计分析结果显示，生长裂缝节间数（NGCI） 与 生长裂缝率（GCR） 两个指标可有效用于评估甘蔗的生长裂缝程度。进一步将该评价体系应用于392份甘蔗种质资源时，筛选出表现极端的两份材料：16-091（无生长裂缝）与 16-0946（生长裂缝严重）。尽管两者的组织含水量相近，但16-0946在短时间浸泡后吸水量显著增加，说明短时间快速吸水能力可能是生长裂缝形成的重要驱动因素。

图1 鉴定甘蔗种质生长裂缝评价的关键指标并筛选极端材料。

生理检测结果表明，16-0946 的果皮中木质素含量显著升高，而纤维素略有下降，半纤维素和果胶含量保持稳定。该结果说明较高的木质素积累可能削弱茎皮的柔韧性，从而成为促发生长裂缝的关键因素。转录组与代谢组联合分析进一步支持了这一推断：上调的差异表达基因显著富集于木质素生物合成途径，而下调基因则主要富集于茉莉酸信号通路调控及缺水响应过程。代谢组共鉴定到1490种代谢物，其中氨基酸及其衍生物最为丰富；上调的差异代谢物显著富集于苯丙烷代谢途径，为木质素合成提供了重要前体。此外，PAL、COMT、CCoAOMT 等关键木质素生物合成基因在16-0946中均表现出更高的表达水平。

图2 对生长裂缝特性不同的甘蔗基因型 16-091 和 16-0946 进行生理指标测定。

综上，这些研究结果加深了我们对甘蔗生长裂缝发生机制的理解，并识别出潜在的甘蔗改良遗传靶点，为甘蔗育种提供了重要的科学意义和实践应用价值。

广西大学农学院博士研究生丁洪艳和生命科学与技术学院博士研究生冯晓溪为论文的共同第一作者，亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室商贺阳博士，张积森教授和姚伟教授为共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、广西科技基地和人才专项、广西重点研发计划和广西自然科学基金项目等项目资助。

原文链接：

https://authors.elsevier.com/sd/article/S0926-6690(25)01957-0