La caña de azúcar es una fuente primitiva significativa de azúcar y energía en todo el mundo. El progreso en la mejora del contenido de azúcar en los cultivares de caña de azúcar sigue siendo limitado debido a una comprensión insuficiente de genes específicos relacionados con la producción de sacarosa. La presente investigación examinó las actividades enzimáticas, los niveles de azúcares reductores y no reductores, y la expresión de transcritos utilizando RT-qPCR para evaluar la expresión génica asociada con el metabolismo de la sacarosa en un clon de caña de azúcar de alta sacarosa (GXB9) en comparación con un clon hermana de baja sacarosa (B9). La sacarosa fosfato sintasa (SPS), la sacarosa fosfato fosfatasa (SPP), la sacarosa sintasa (SuSy), la invertasa de pared celular (CWI), la invertasa ácida soluble (SAI) y la invertasa neutra (NI) son enzimas esenciales involucradas en el metabolismo de la sacarosa en la caña de azúcar. Las actividades de estas enzimas fueron cuantificadas y analizadas comparativamente en entrenudos inmaduros y en maduración de los clones de alta y baja sacarosa. Los resultados mostraron que el clon de mayor acumulación de sacarosa tenía mayores concentraciones de sacarosa que el clon de menor acumulación de sacarosa; sin embargo, los entrenudos en maduración tenían niveles de sacarosa más altos que los entrenudos inmaduros en ambos clones. Las concentraciones de hexosas fueron más altas en los entrenudos inmaduros que en los entrenudos en maduración para ambos clones. Las actividades de las enzimas SPS y SPP fueron más altas en el clon de almacenamiento de alta sacarosa que en el clon de baja sacarosa. La actividad de SuSy fue mayor en el clon de baja sacarosa que en el clon de alta sacarosa; además, el grado de actividad de SuSy fue mayor en los entrenudos inmaduros que en los entrenudos en maduración para ambos clones. La expresión génica fue considerablemente más alta en los entrenudos maduros de los clones de alta sacarosa que en el clon de baja sacarosa. Por el contrario, el gen mostró una expresión regulada al alza en el clon de baja sacarosa. La expresión mejorada en el clon de alta sacarosa en comparación con el clon de baja sacarosa sugiere que desempeña un papel importante en la mayor acumulación de sacarosa. Estos hallazgos brindan la oportunidad de mejorar los cultivares de caña de azúcar regulando la actividad de genes relacionados con el metabolismo de la sacarosa utilizando técnicas transgénicas.