魯明秋　龔小見(jiàn)　劉林婭　龍彩鳳　趙超　黃亞成

摘要：蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SUTs）能夠介導(dǎo)蔗糖由源組織到庫(kù)組織的裝載、運(yùn)輸和卸載。以紅陽(yáng)獼猴桃為材料，克隆得到紅陽(yáng)獼猴桃蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因AcSUT2，并對(duì)序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析。結(jié)果表明，該基因含有1 479 bp的開(kāi)放閱讀框，編碼492個(gè)氨基酸，分子量和理論等電點(diǎn)分別為53 ku和8.82，包含12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，屬于MFS家族成員和GPH超家族成員。氨基酸序列比對(duì)顯示，AcSUT2與山茶中蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CsSUT2同源性為84%。進(jìn)化樹(shù)分析結(jié)果表明，AcSUT2屬于蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的SUT4亞家族。組織表達(dá)分析顯示，AcSUT2在紅陽(yáng)獼猴桃各個(gè)組織中均有表達(dá)，但在雌花中表達(dá)量最高。在果實(shí)中，AcSUT2在發(fā)育的早中期（花后18～88 d）保持較高的表達(dá)量，發(fā)育后期表達(dá)量下降；CPPU能夠顯著上調(diào)AcSUT2的表達(dá)。在葉片中，AcSUT2在葉肉中的表達(dá)豐度最高，且隨著葉片的發(fā)育，在古銅期后表達(dá)量逐漸遞增。說(shuō)明蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因AcSUT2在紅陽(yáng)獼猴桃葉片中蔗糖的裝載和果實(shí)中蔗糖卸載轉(zhuǎn)運(yùn)中起著重要作用。

關(guān)鍵詞：紅陽(yáng)獼猴桃；蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白；AcSUT2基因；基因克??；表達(dá)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S663.401文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）21-0036-08

獼猴桃又名奇異果，質(zhì)地柔軟，口感酸甜，含有豐富的維生素C、微量元素、有機(jī)物和氨基酸，具有滋補(bǔ)強(qiáng)身等功效，有著“水果之王”的美稱(chēng)，深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益［1-5］。獼猴桃作為貴州省的特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要抓手，種植面積一直在逐年增加。其中，2019年貴州省獼猴桃種植面積為3.5萬(wàn)hm2［6］，而2022年獼猴桃在貴州種植面積超過(guò)4萬(wàn)hm2［7］。對(duì)于果樹(shù)而言，獲得高產(chǎn)和高品質(zhì)的果實(shí)一直都是果樹(shù)學(xué)科研究的熱點(diǎn)和核心問(wèn)題，因此挖掘果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵基因并進(jìn)行功能研究對(duì)獼猴桃的分子育種具有重要意義。

蔗糖作為光合作用的主要產(chǎn)物，其運(yùn)輸和分配與作物的產(chǎn)量和品質(zhì)息息相關(guān)［8］。蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（sucrose transporters or carriers，SUTs or SUCs）是一種典型的膜結(jié)合蛋白，屬于MFS（major facilitator superfamily）家族，通常具有12個(gè)典型的跨膜結(jié)構(gòu)域，存在于植物的不同組織的細(xì)胞中，參與了蔗糖運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)和貯藏［9］。自首次從菠菜中發(fā)現(xiàn)蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因SoSUT1以來(lái)，現(xiàn)已在眾多植物中分離得到蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，且大多數(shù)植物中蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因家族包含多個(gè)成員［10］。如擬南芥中含有9個(gè)［11］、橡膠樹(shù)中含有6個(gè)［12］、水稻中含有5個(gè)［13］、胡蘿卜和芹菜中含有3個(gè)［14-15］。對(duì)蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白序列進(jìn)行同源性分析，植物SUT家族共分為SUT1、SUT2、SUT3、SUT4和SUT5這5個(gè)亞族［16］。其中SUT1亞族只存在于雙子葉植物中，SUT2亞族和SUT4亞族同時(shí)存在于雙子葉植物和單子葉植物中，SUT3和SUT5亞族僅存在于單子葉植物中，且每一類(lèi)蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員表現(xiàn)出不同的表達(dá)模式和生物學(xué)功能［17］。

近年來(lái)，隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多植物的基因組數(shù)據(jù)被公布，為植物SUT家族的研究奠定了基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)，蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不僅僅在光合產(chǎn)物運(yùn)輸和分配中發(fā)揮作用，還參與了植物生長(zhǎng)發(fā)育，產(chǎn)量和品質(zhì)形成以及應(yīng)答非生物脅迫等過(guò)程。如甘薯蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因與甘薯塊根淀粉積累和糖轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)，同時(shí)IbSUT3可以被非生物脅迫和外源脫落酸誘導(dǎo)表達(dá)［18］。水稻蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因OsSUT4可能在水稻蔗糖源端裝載以及籽粒庫(kù)端卸載等生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用［19］；而OsSUT5則參與了水稻花粉發(fā)育與受精過(guò)程［20］。蘋(píng)果中的MdSUT4.1基因調(diào)控果實(shí)中蔗糖的積累［21］，在蘋(píng)果中過(guò)表達(dá)MdSUT2.2提高了抵抗干旱、鹽脅迫等非生物脅迫的能力［22-24］。但是，目前關(guān)于紅陽(yáng)獼猴桃中蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究并不多，它與果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)形成的關(guān)系也不清楚。本研究基于紅陽(yáng)獼猴桃基因組數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，克隆了蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AcSUT2基因，對(duì)其序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析，并分析了其在紅陽(yáng)獼猴桃果實(shí)和葉片不同樣品中表達(dá)模式，研究結(jié)果為揭示蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因AcSUT2在紅陽(yáng)獼猴桃果實(shí)和葉片中的功能奠定基礎(chǔ)，同時(shí)為培育更優(yōu)秀、更高產(chǎn)的獼猴桃品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 植物材料

供試品種為種植在貴州省六盤(pán)水市米籮鄉(xiāng)的8年生紅陽(yáng)獼猴桃，分別選取植株健康、生長(zhǎng)較一致的3株紅陽(yáng)獼猴桃樹(shù)作為1個(gè)生物學(xué)重復(fù)進(jìn)行各樣品的采集。（1）不同組織材料的采集。雄花、雌花、葉、根、樹(shù)皮于開(kāi)花時(shí)采集，果實(shí)于花后118 d采集，種子于果實(shí)后熟軟化后采集。果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期樣品的采集參照果實(shí)發(fā)育研究結(jié)果，分別在花后18、38、58、88、118 d采集。（2）CPPU處理。選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的紅陽(yáng)獼猴桃在花后21 d用20 mg/L CPPU水溶液浸泡果實(shí)3 s，對(duì)照用水處理，于花后118 d采集果實(shí)。（3）果實(shí)不同部位樣品的采集。參照張慧琴等的研究結(jié)果［25］，對(duì)花后118 d的果實(shí)分別采集果皮、外果肉、內(nèi)果肉和果心。不同發(fā)育時(shí)期葉片樣品的采集，分別采集同一枝條上芽期、古銅期、淡綠期和成熟期的葉片。（4）葉片不同部位樣品的采集。選取健康的成熟期獼猴桃葉片，分別采集葉柄、主脈、二級(jí)脈和葉肉。每個(gè)試驗(yàn)均設(shè)3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，樣品采集后立即用錫箔紙包裹并置于液氮中用于RNA的提取。試驗(yàn)時(shí)間為2021年12月至2022年5月。試驗(yàn)地點(diǎn)為六盤(pán)水師范學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院。

1.2 菌株與試劑

RNAprep Pure總RNA提取試劑盒（DP441）、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、膠回收試劑盒（DP209）均購(gòu)自天根生化科技有限公司；TransTaq@ HiFi DNA Polymerase High Fidelity（HiFi）和大腸桿菌（Escherichia coli） DH5α購(gòu)自北京全式金生物技術(shù)有限公司；Phanta Max Super-Fidelity DNA Polymerase（P505）和ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix（Q711）購(gòu)自諾唯贊-東瑞股份有限公司。DNA測(cè)序由生工生物工程（上海）股份有限公司負(fù)責(zé)完成。其他生化試劑為進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

1.3 基因全長(zhǎng)cDNA的克隆

以劉林婭等改良的CTAB法［26］提取紅陽(yáng)獼猴桃總RNA，濃度和質(zhì)量檢測(cè)符合試驗(yàn)要求用于下一步試驗(yàn)。按照天根生化公司的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒操作說(shuō)明書(shū)合成cDNA第1鏈。基于紅陽(yáng)獼猴桃轉(zhuǎn)錄組測(cè)序信息，設(shè)計(jì)AcSUT2基因序列的特異引物（表1），以逆轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物為模板，利用巢式PCR法對(duì)AcSUT2基因進(jìn)行cDNA全長(zhǎng)擴(kuò)增。反應(yīng)體系參照酶使用書(shū)，反應(yīng)程序參照PCR的基本擴(kuò)增程序。PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后，按照TIANGEN公司凝膠回收試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行凝膠回收，回收產(chǎn)物連接到pMD18-T載體送公司測(cè)序。

1.4 獼猴桃AcSUT2基因的生物信息學(xué)分析

在NCBI網(wǎng)站相關(guān)程序中對(duì)AcSUT2蛋白序列進(jìn)行BLAST比較搜索和預(yù)測(cè)保守結(jié)構(gòu)域，利用其他在線網(wǎng)站和軟件預(yù)測(cè)AcSUT2蛋白的理化性質(zhì)、亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)、跨膜結(jié)構(gòu)域、蛋白的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)以及進(jìn)行氨基酸同源比對(duì)和構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)（表2）。

1.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析

采用伯樂(lè)公司的CFX96 Touch實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀分析不同處理對(duì)AcSUT2基因表達(dá)的影響，具體的操作步驟以?xún)x器說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)。取1 μg不同處理樣品的RNA為試驗(yàn)材料，逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA第1鏈后稀釋20倍用于實(shí)時(shí)熒光定量分析。選用SAMSC和18S作為內(nèi)參基因，基因的熒光定量引物見(jiàn)表1，按照諾唯贊公司ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix（Q711）說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)反應(yīng)程序。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均由3次重復(fù)試驗(yàn)獲得，應(yīng)用t檢驗(yàn)法分析差異顯著性，運(yùn)用最小顯著性差數(shù)法（LSD）進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著性水平均為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅陽(yáng)獼猴桃AcSUT2基因的克隆與序列分析

在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中下載其他物種蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白序列，通過(guò)本地BLAST工具對(duì)筆者所在實(shí)驗(yàn)室的紅陽(yáng)獼猴桃全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，獲得1條包括完整開(kāi)放閱讀框的基因序列。設(shè)計(jì)特異性擴(kuò)增引物（表1），以紅陽(yáng)獼猴桃的cDNA作為模板，克隆得到了該基因（圖1），命名為AcSUT2。序列分析顯示，該基因cDNA全長(zhǎng)1 479 bp，與全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索得到的序列長(zhǎng)度相符，且堿基完全一致。將擴(kuò)增得到的AcSUT2序列與紅陽(yáng)獼猴桃基因組數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//kiwifruitgenome.org/）進(jìn)行BLAST，獲得該基因的基因組序列。對(duì)該基因組序列進(jìn)行染色體定位分析，結(jié)果顯示，該基因位于紅陽(yáng)獼猴桃第26號(hào)染色體5 257 975～5 263 431 bp處。利用在線軟件GSDS2.0對(duì)AcSUT2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AcSUT2基因包含有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子（圖2）。

2.2 紅陽(yáng)獼猴桃蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的生物信息學(xué)分析

通過(guò)Protparam軟件分析AcSUT2蛋白的理化性質(zhì)，結(jié)果顯示AcSUT2基因編碼的蛋白包含492個(gè)氨基酸，其中亮氨酸（leucine，Leu）含量最高，占比達(dá)到11.8%。該蛋白質(zhì)的分子式為 C2 439H3 792N632O650S19，預(yù)測(cè)其相對(duì)分子質(zhì)量約為 53 ku，理論等電點(diǎn)為8.82，不穩(wěn)定系數(shù)為37.34，脂肪系數(shù)為110.22，總的平均親水性系數(shù)為0.550，屬于一個(gè)較穩(wěn)定的疏水性蛋白質(zhì)。通過(guò)NCBI的CDD軟件預(yù)測(cè)該蛋白具有蔗糖運(yùn)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)域（17～484位氨基酸）和主要協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族（MFS）的保守功能結(jié)構(gòu)域（34～456位氨基酸），屬于MFS家族成員，也屬于蔗糖—H+共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（sucrose/H+co-transporters，GPH）超家族成員。利用NetPhos 3.1 Server對(duì)AcSUT2的潛在磷酸位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)AcSUT2蛋白具有22個(gè)絲氨酸磷酸化位點(diǎn)，13個(gè)蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)和2個(gè)酪氨酸磷酸化位點(diǎn)，說(shuō)明SUT可能具有通過(guò)磷酸化修飾進(jìn)行功能調(diào)控。通過(guò)SOPMA對(duì)AcSUT2蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，該蛋白含有α-螺旋221個(gè)，占44.94%；β-折疊82個(gè)，占16.67%；β-轉(zhuǎn)角15個(gè)，占3.05%；無(wú)規(guī)則卷曲174個(gè)，占35.37%。同時(shí)利用SWISS-MODEL軟件預(yù)測(cè)了該蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)，從圖3可以看出，AcSUT2蛋白中主要的結(jié)構(gòu)元件是α-螺旋和無(wú)規(guī)則卷曲，包含了少量的β-折疊和β-轉(zhuǎn)角，結(jié)果與二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)相符。利用在線工具TMHMM對(duì)AcSUT2蛋白進(jìn)行跨膜結(jié)構(gòu)分析，該蛋白具有典型的12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域（分別位于第25～44、57～75、94～114、128～144、171～186、212～229、274～294、322～342、350～370、389～409、427～447和461～479位氨基酸），符合蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有保守的跨膜結(jié)構(gòu)域的特點(diǎn)。進(jìn)一步利用CELLO2GO在線工具對(duì)該蛋白進(jìn)行亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示AcSUT2蛋白可能主要定位于質(zhì)膜上。

2.3 AcSUT2蛋白的氨基酸比對(duì)及系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析

利用MEGA 7.0對(duì)AcSUT2蛋白和擬南芥（Arabidopsis thaliala）、水稻 （Oryza sativa）、山茶（Camellia sinensis）中的SUTs蛋白編碼的氨基酸進(jìn)行序列多重比對(duì)并構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)（圖4）。結(jié)果顯示，AcSUT2蛋白與CsSUT2、OsSUT2和AtSUC4聚在同一分支上，屬于蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的SUT4亞家族，推測(cè)AcSUT2蛋白可能具有同亞族蛋白相似的功能。進(jìn)一步利用DNAMAN軟件對(duì)與AcSUT2蛋白在同一分支上的蛋白進(jìn)行同源性比較，結(jié)果（圖5）顯示AcSUT2與CsSUT2的氨基酸序列一致性最高，達(dá)到了84%；與OsSUT2和AtSUC4的氨基酸序列一致性分別為66%和57%，表明獼猴桃與山茶的親緣關(guān)系相對(duì)較近，同屬于山茶亞目。

2.4 AcSUT2基因表達(dá)模式分析

2.4.1 AcSUT2基因的組織表達(dá)分析 為了分析AcSUT2基因在獼猴桃不同組織中的表達(dá)模式，利用qRT-PCR技術(shù)檢測(cè)了其在獼猴桃果實(shí)、樹(shù)皮和雌花等7個(gè)組織中的表達(dá)量，結(jié)果（圖6）表明，AcSUT2基因在獼猴桃的7種組織或器官中都有表達(dá)，但表達(dá)量存在差異；其他組織中的表達(dá)量均低于雌花中的表達(dá)量，推測(cè)AcSUT2基因可能在獼猴桃各個(gè)組織器官中發(fā)揮了功能 特別是在雌花的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起到重要作用。

2.4.2 AcSUT2基因在果實(shí)中的表達(dá) 獼猴桃屬于呼吸躍變型果實(shí)，其果實(shí)發(fā)育過(guò)程包含了細(xì)胞分裂期、淀粉積累期和果實(shí)成熟期3個(gè)階段［24］。分析獼猴桃不同發(fā)育時(shí)期果實(shí)中AcSUT2基因的表達(dá)模式，結(jié)果（圖7-A）顯示，隨著果實(shí)的發(fā)育，AcSUT2的表達(dá)量有下降的趨勢(shì)，但在花后18～88 d的果實(shí)中AcSUT2基因的表達(dá)量維持在較高的水平，到了花后88 d果實(shí)中其表達(dá)才有明顯的下調(diào)，表明AcSUT2基因可能參與了果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育。利用qRT-PCR技術(shù)分析了AcSUT2基因在膨大劑——氯吡苯脲［1-（2-chloropyridin-4-yl）-3-phenylurea，CPPU］處理后果實(shí)和未處理果實(shí)中的表達(dá)變化情況，結(jié)果（圖7-B）表明CPPU能夠顯著上調(diào)AcSUT2基因的表達(dá)。蔗糖通常在果實(shí)不同組織間的分配具有不同的特點(diǎn)，為了研究AcSUT2基因是否參與了這一過(guò)程，參照張慧琴等的研究［25］將成熟期的果實(shí)分為果皮、外果肉、內(nèi)果肉和果心并分析了基因在這些組織中的表達(dá)特性，結(jié)果如圖7-C所示，AcSUT2基因在果皮和果心的表達(dá)量要明顯高于外果肉和內(nèi)果肉。

2.4.3 AcSUT2基因在葉片中的表達(dá) 蔗糖要完成“源”組織到“庫(kù)”組織的轉(zhuǎn)運(yùn)，需要在葉片中進(jìn)行蔗糖的裝載和運(yùn)輸［27］。利用qRT-PCR分析AcSUT2基因在獼猴桃不同發(fā)育時(shí)期葉片和穩(wěn)定期葉片不同部位中的表達(dá)特性，結(jié)果（圖8-A）表明，AcSUT2基因在芽期葉片中的表達(dá)量較高，而進(jìn)入古銅期后，其表達(dá)量下調(diào)幅度達(dá)到2倍；之后隨著葉片的發(fā)育，基因呈顯著上調(diào)表達(dá)，穩(wěn)定期恢復(fù)到芽期的水平。而穩(wěn)定期葉片不同部位中AcSUT2基因的表達(dá)呈現(xiàn)明顯的差異性，其中AcSUT2基因在葉肉細(xì)胞中的表達(dá)豐度最高，是葉柄中表達(dá)量的3倍；在二級(jí)脈和主脈中的表達(dá)量也是葉柄中表達(dá)量的2倍（圖8-B）。

3 討論與結(jié)論

蔗糖作為光合作用的主要產(chǎn)物，其運(yùn)輸和分配直接影響了作物的產(chǎn)量和品質(zhì)［8］。而蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)的載體-蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在源組織韌皮部蔗糖的裝載、運(yùn)輸韌皮部蔗糖的回收和運(yùn)輸，以及庫(kù)組織韌皮部蔗糖的卸載過(guò)程中起著重要的作用［28］。分離鑒定紅陽(yáng)獼猴桃中的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，了解其表達(dá)模式，有助于解析獼猴桃蔗糖的裝載、運(yùn)輸和分配機(jī)制，為獲得更優(yōu)秀獼猴挑品種提供理論依據(jù)。

本研究克隆得到的紅陽(yáng)獼猴桃蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AcSUT2基因，編碼了492個(gè)氨基酸，具有12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，包含蔗糖運(yùn)轉(zhuǎn)子和MFS的保守功能結(jié)構(gòu)域，亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)在質(zhì)膜上。系統(tǒng)發(fā)育分析該蛋白屬于蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SUT4亞族，且序列比對(duì)也顯示AcSUT2氨基酸序列與其他物種中SUT4亞族的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的氨基酸序列具有較高的相似性。Kühn等將植物中的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為5個(gè)亞族，各亞族成員氨基酸序列的差異暗示它們?cè)谥参矬w內(nèi)具有不同的生物學(xué)功能［16］。根據(jù)序列與功能的高度保守，AcSUT2可能與AtSUT4一樣，屬于低親和性/高轉(zhuǎn)運(yùn)能力類(lèi)型的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，能介導(dǎo)高濃度蔗糖在細(xì)胞內(nèi)外的運(yùn)輸，參與蔗糖的裝載等過(guò)程［29］。后續(xù)將在酵母突變體（SUSY7/ura3）菌株中對(duì)AcSUT2蛋白進(jìn)行蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)活性的研究提供基礎(chǔ)。

目前為止，在梨［30］、蘋(píng)果［31］和桃［32］等作物中均已克隆得到蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，并明確了它們可以通過(guò)參與源器官和庫(kù)器官中蔗糖裝載、運(yùn)輸、卸載和貯藏進(jìn)而調(diào)控果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成。紅陽(yáng)是我國(guó)自主培育的優(yōu)秀獼猴桃品種，具有紅色的內(nèi)果肉和高糖低酸的優(yōu)良特點(diǎn)［33］，在四川和貴州省六盤(pán)水廣泛種植，成為國(guó)家鄉(xiāng)村振興的重要產(chǎn)業(yè)。而當(dāng)前對(duì)于蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是否通過(guò)調(diào)控獼猴桃源組織（葉）和庫(kù)組織（果實(shí)）中蔗糖的代謝影響其優(yōu)良性狀的形成尚未清楚。本研究中獼猴桃SUT4亞族成員AcSUT2的組織表達(dá)分析顯示其在所檢測(cè)的7個(gè)紅陽(yáng)獼猴桃的組織和器官中均有表達(dá)，這表明AcSUT2可能參與了源器官和庫(kù)器官中蔗糖代謝，具有蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SUT4亞族成員表達(dá)模式和功能多元化的特點(diǎn)［34］。獼猴桃果實(shí)作為主要的庫(kù)器官，果實(shí)發(fā)育的早期是細(xì)胞分裂、分化的高峰期，也是淀粉大量積累的階段，因此需要充足的蔗糖輸入果實(shí)［35］。2016年陳成的研究證實(shí)，在獼猴桃果實(shí)的發(fā)育階段，蔗糖是以質(zhì)外體途徑通過(guò)韌皮部卸載到果實(shí)中的［36］。在本研究中，AcSUT2基因在果實(shí)發(fā)育的早期表達(dá)量處于較高的水平，而在果實(shí)發(fā)育后期表達(dá)開(kāi)始下降，且CPPU能夠顯著上調(diào)AcSUT2的表達(dá)。結(jié)果表明，AcSUT2可能在獼猴桃果實(shí)的膨大初期和快速膨大期通過(guò)介導(dǎo)蔗糖的卸載影響果實(shí)中蔗糖的輸入，從而調(diào)控果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)，成熟期果實(shí)不同部位的表達(dá)模式顯示，AcSUT2基因主要在果心和果皮中大量表達(dá)，這很可能在于AcSUT2參與了蔗糖在果實(shí)不同組織部位的分配。葉片作為輸入果實(shí)中蔗糖的主要合成場(chǎng)所，其合成蔗糖能不能有效地裝載、輸出會(huì)嚴(yán)重影響果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育［37］。對(duì)葉片不同發(fā)育時(shí)期中AcSUT2基因的表達(dá)分析結(jié)果顯示，葉片從古銅期發(fā)育到成熟期，AcSUT2呈明顯的上調(diào)表達(dá)。事實(shí)上，隨著葉片的發(fā)育，葉片光合作用合成蔗糖的能力也會(huì)增強(qiáng)，因此高表達(dá)水平的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AcSUT2可以幫助葉片中蔗糖更好地代謝。而芽期葉片中AcSUT2基因的表達(dá)量較高則主要是因?yàn)檠科诘娜~片屬于庫(kù)器官，需要大量的蔗糖來(lái)滿(mǎn)足自身的生長(zhǎng)發(fā)育。成熟期葉片不同部位中AcSUT2基因表達(dá)模式的分析結(jié)果顯示，AcSUT2主要在葉肉組織中高度表達(dá)，表明AcSUT2基因可能是參與葉片中蔗糖裝載的候選蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，但是此結(jié)論還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

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收稿日期：2023-02-25

基金項(xiàng)目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金（編號(hào)：黔科合基礎(chǔ)［2020］1Y115、黔科合基礎(chǔ)［2019］1445號(hào)）；貴州省六盤(pán)水市科技計(jì)劃（編號(hào)：52020-2022-PT-03、52020-2022-PT-20）；六盤(pán)水師范學(xué)院高層次人才科研啟動(dòng)基金（編號(hào)：LPSSYKYJJ201705、LPSSYKYJJ202205）；六盤(pán)水師范學(xué)院科學(xué)研究計(jì)劃（編號(hào)：LPSSYLPY202213）。

作者簡(jiǎn)介：魯明秋（1995—），男，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，碩士研究生，研究方向植物生物化學(xué)與分子生物學(xué)。E-mail：871463532@qq.com。

通信作者：黃亞成，博士，副教授，研究方向?yàn)橹参锷锘瘜W(xué)與分子生物學(xué)，E-mail：yachenghuang1314@126.com；趙 超，碩士，正高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)橹兴幓瘜W(xué)成分與藥物代謝，E-mail：chaozhao@126.com。