摘""要：磷酸丙糖/磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（triose-phosphate/phosphate"translocator，"TPT）是一種磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在植物碳代謝途徑以及非生物脅迫中發(fā)揮重要作用。蔗糖具有廣泛的食用價值和重要的經(jīng)濟(jì)價值，甘蔗是制糖的主要原料，蔗糖占中國產(chǎn)糖量的80%以上，因此實(shí)現(xiàn)甘蔗高產(chǎn)高抗目標(biāo)至關(guān)重要。本研究以甘蔗品種新臺糖22號（ROC22）為材料，克隆獲得甘蔗磷酸丙糖/磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ShTPT，利用生物信息學(xué)方法對ShTPT進(jìn)行蛋白理化性質(zhì)、保守結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)預(yù)測和蛋白序列比對。結(jié)果顯示：ShTPT基因CDS全長1221"bp，編碼406個氨基酸，蛋白分子量為43.63"kDa，等電點(diǎn)（pI）為9.80，富含丙氨酸、亮氨酸，不穩(wěn)定系數(shù)為42.51，親水系數(shù)為0.583，是一種不穩(wěn)定的疏水性蛋白；ShTPT蛋白不含信號肽并具有9個跨膜結(jié)構(gòu)域；保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測顯示ShTPT含有1個TPT結(jié)構(gòu)域，符合TPT家族特征；進(jìn)化分析結(jié)果顯示，ShTPT與高粱SbTPT（XP_002454867.1）、玉米ZmTPT（NP_001105497.1）聚在一起，同源性分別為97.04%和94.13%。進(jìn)一步對ShTPT進(jìn)行亞細(xì)胞定位分析發(fā)現(xiàn)ShTPT定位在葉綠體。甘蔗組織表達(dá)模式分析表明，ShTPT主要在葉片中表達(dá)，在根部和莖中的表達(dá)量極低。在PEG模擬的干旱脅迫條件下ShTPT的表達(dá)量表現(xiàn)出升-降-升的趨勢，表明其響應(yīng)干旱脅迫。該研究結(jié)果表明ShTPT是一個定位于葉綠體的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，可能參與甘蔗葉片中的原初碳代謝化合物的轉(zhuǎn)運(yùn)，響應(yīng)干旱脅迫。本研究初步確定甘蔗ShTPT基因在葉片中碳同化物的轉(zhuǎn)運(yùn)和非生物脅迫方面發(fā)揮重要作用，為進(jìn)一步研究其功能提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甘蔗；磷酸丙糖/磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（TPT）；亞細(xì)胞定位；干旱脅迫；表達(dá)分析中圖分類號：S566.1""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Cloning"and"Expression"Analysis"of"the"Phosphate"Triose/Phosphate"Transporter"Gene"ShTPT"in"Sugarcane

ZHAO"Xueting1，2，"ZHAO"Tingting1，2，"FENG"Cuilian1，2，"GAO"Liyan1，2，"LIN"Jishan1，2"FENG"Xiaoyan1，2，"WANG"Wenzhi1，2，"SHEN"Linbo1，2，"ZHANG"Shuzhen1，2，"WANG"Jungang1，2*

1."National"Key"Laboratory"for"Tropical"Crop"Breeding"/"Key"Laboratory"of"Biology"and"Genetic"Resources"of"Tropical"Crops，"Ministry"of"Agriculture"and"Rural"Affairs"/"Hainan"Institute"of"Tropical"Agricultural"Resources"/"Key"Laboratory"for"Biology"and"Genetic"Resources"of"Tropical"Crops"of"Hainan"Province"/"Institute"of"Tropical"Bioscience"and"Biotechnology，"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences，"Haikou，"Hainan"571101，"China;"2."Sanya"Research"Institute，"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences，"Sanya，nbsp;Hainan"572024，"China

Abstract："The"triose-phosphate/phosphate"translocator"（triose-phosphate/phosphate"translocator，"TPT）"is"a"triose"phosphate"transporter"that"plays"an"important"role"in"plant"carbon"metabolism"pathways"as"well"as"abiotic"stresses."Sucrose"has"a"wide"range"of"edible"value"and"important"economic"value."Sugarcane"is"the"main"raw"material"for"sugar"production，"and"sucrose"from"sugarcane"accounts"for"more"than"80%"of"China's"sugar"production，"so"it"is"very"important"to"achieve"the"goal"of"high"yield"and"high"resistance"of"sugarcane."In"this"study，"the"sugarcane"variety"ROC22"was"used"as"the"material"to"clone"the"sugarcane"triose/phosphate"transporter"gene"ShTPT，"and"the"physicochemical"properties，"conserved"domains，"transmembrane"structure"prediction"and"protein"sequence"comparison"of"ShTPT"were"carried"out"by"bioinformatics"methods."The"results"showed"that"the"CDS"of"ShTPT"was"1221"bp，"encoding"406"amino"acids，"the"molecular"weight"of"the"protein"was"43.63"kDa，"and"the"isoelectric"point"（pI）"was"9.80."It"was"rich"in"alanine"and"leucine，"its"instability"coefficient"was"42.51，"and"its"hydrophilic"coefficient"was"0.583，"which"was"an"unstable"hydrophobic"protein."ShTPT"did"not"contain"signal"peptides"but"had"9"transmembrane"domains."Conserved"domain"prediction"showed"that"ShTPT"contained"a"tpt"domain，"which"was"consistent"with"the"characteristics"of"the"TPT"family."The"results"of"phylogenetic"analysis"showed"that"ShTPT"was"clustered"with"Sorghum"bicolor"SbTPT"（XP_002454867.1）"and"Zea"mays"ZmTPT"（NP_001105497.1）"with"homology"of"97.04%"and"94.13%，"respectively."Further"subcellular"localization"analysis"of"ShTPT"showed"that"ShTPT"was"localized"in"chloroplasts."Tissue"expression"pattern"analysis"of"sugarcane"showed"that"ShTPT"was"mainly"expressed"in"leaves，"and"the"expression"level"in"roots"and"stems"was"very"low."Under"the"drought"stress"conditions"simulated"by"PEG，"the"expression"of"ShTPT"showed"an"upward"trend，"indicating"that"it"responded"to"drought"stress."The"results"of"this"study"suggest"that"ShTPT"is"a"chloroplast-localized"transmembrane"transporter，"which"may"be"involved"in"the"transport"of"primary"carbon"metabolic"compounds"in"sugarcane"leaves"and"responsive"to"drought"stress."This"study"preliminarily"determined"that"ShTPT"gene"plays"an"important"role"in"the"transport"of"carbon"assimilates"in"leaves"and"abiotic"stress，"which"provides"a"theoretical"basis"for"further"study"of"its"function.

Keywords："sugarcane;"triose-phosphate"/"phosph"ate"translocator"（TPT）;"subcellular"localization;"drought"stress;"expression"analysis

DOI："10.3969/j.issn.1000-2561.2024.11.004

光合器官通過卡爾文循環(huán)將CO2同化為有機(jī)化合物，為地球上所有生命提供必不可少的基礎(chǔ)物質(zhì)。在植物和藻類中，固定的碳以磷酸丙糖的形式通過磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（triose-phosphate/"phosphate"translocator，"TPT）從葉綠體輸出。TPT在葉綠體內(nèi)膜上催化無機(jī)磷酸鹽（Pi）與三磷酸甘油醛（3-GAP）、二羥丙酮磷酸（DHAP）與3-磷酸甘油醛等三磷酸酯的交換運(yùn)輸[1-4]，磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體屬于質(zhì)體磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體（pPTs）家族，能夠與Pi對向轉(zhuǎn)運(yùn)磷酸化C3、C5和C6化合物[5]，其成員在所有光合生物真核生物和其他具有質(zhì)體的生物中廣泛分布，多數(shù)被子植物基因組中有2個TPT基因，而莧科（Amaranthaceae）和十字花科（Brassicaceae）物質(zhì)只有1個TPT基因[6-7]。陸生植物擁有4個pPT亞型，包括磷酸丙糖/磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（TPT）、磷酸烯醇丙酮/磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（PPT）、葡萄糖-6-磷酸/磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（GPT）和木糖醇-5-磷酸/磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（XPT），分別轉(zhuǎn)運(yùn)不同的糖磷酸并在各種代謝途徑中發(fā)揮關(guān)鍵作用[8-9]，因此它們被視為用于改善作物產(chǎn)量的基因操縱的主要目標(biāo)[10-11]。

在過去的幾十年里，對TPT的生理功能進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究。通過敲除植物體內(nèi)TPT基因和減少其表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)植株的表型均無明顯的變化。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，TPT活性降低能夠促進(jìn)同化物向臨時儲存淀粉轉(zhuǎn)化，并在光照階段同時增加淀粉的轉(zhuǎn)化率，從而彌補(bǔ)了TPT活性的缺失，此過程代謝中間產(chǎn)物釋放無機(jī)磷（Pi），以維持光合碳同化過程[12-14]。而在水稻（Oryza"sativa）的突變TPT基因植株葉片中蔗糖濃度升高、淀粉和可溶性糖含量減少、植物光合速率降低，且植株生長矮小，表明通過臨時淀粉儲存不能補(bǔ)償水稻TPT突變帶來的影響[4]。

甘蔗（Saccharum"spp.）葉片淀粉含量相對較低，因此可能無法利用這種淀粉儲備來循環(huán)Pi以緩解當(dāng)蔗糖合成受限時的光合抑制。在本研究中，基于本課題組前期的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，從新臺糖22號（ROC22）中克隆得到磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體基因ShTPT，利用生物信息學(xué)方法對該基因的理化性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，并分析其亞細(xì)胞定位情況。同時，采用qRT-PCR技術(shù)分析ShTPT基因在干旱和非生物脅迫條件下的表達(dá)模式，以期探明ShTPT與光合作用直接的關(guān)系。本研究結(jié)果將為甘蔗抗逆性遺傳改良提供重要的基因資源。

1""材料與方法

1.1""材料

1.1.1""植物材料""供試材料為甘蔗品種新臺糖22號（ROC22）?；虮磉_(dá)分析材料為ROC22成熟期苗，種植于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院文昌基地；PEG脅迫處理材料為ROC22組培苗，由本實(shí)驗(yàn)室提供。所有材料均用液氮速凍備用。

1.1.2""載體及菌株""DH5ɑ感受態(tài)購自上海唯地生物技術(shù)有限公司，pMD-19T購自TaKaRa公司，pBWA（V）HS-ccdb-GLosgfp為本實(shí)驗(yàn)室保存。

1.2""方法

1.2.1""ShTPT基因全長CDS克隆""取0.1"g"ROC22葉片，充分研磨，利用Omega公司RNA提取試劑盒提取總RNA，并用RevertAid"First"Strand"cDNA"Synthesis"Kit（Thermo"Scientific）合成cDNA第一鏈，具體方法參照試劑盒說明書，-20"℃保存。根據(jù)甘蔗轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)利用NCBI網(wǎng)站設(shè)計(jì)特異性引物ShTPT-F/R（表1），以cDNA為模板，利用高保真酶2×Phanta"Max"Master"Mix（Vazyme）進(jìn)行PCR擴(kuò)增，反應(yīng)程序：95"℃"1"min"；95"℃"20"s，58"℃"30"s，72"℃"1"min，35個循環(huán)；72"℃"10"min。PCR產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)證后，回收純化后利用TA克隆與pMD-19T載體連接，轉(zhuǎn)化DH5α大腸桿菌感受態(tài)，通過氨芐霉素篩選以及菌液PCR進(jìn)行驗(yàn)證，送至生工生物工程（上海）股份有限公司進(jìn)行測序驗(yàn)證。

1.2.2""ShTPT生物信息學(xué)分析""對獲得的ShTPT序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析。利用SnapGene軟件得到ShTPT氨基酸序列，在NCBI網(wǎng)站進(jìn)行序列相似性比對后用DNAMAN軟件進(jìn)行多重序列比對，進(jìn)一步用最大似然法在MEGA"7.0軟件中構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。用Prot"Param（http：//web.ex pasy.org/"protparam）在線軟件推導(dǎo)ShTPT蛋白的分子質(zhì)量等理化性質(zhì)，并用NPSA-PRABI（https：//"npsa.lyon.inserm.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl？page=/

NPSA/npsa_server.html）和SWISS-MODEL（https：//"swissmodel.expasy.org/interactive）在線軟件對其二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測。用NetPhos"3.1"Server軟件對ShTPT進(jìn)行磷酸化位點(diǎn)預(yù)測。

1.2.3""構(gòu)建ShTPT-GFP融合表達(dá)載體對ShTPT進(jìn)行亞細(xì)胞定位""設(shè)計(jì)ShTPT開放閱讀框擴(kuò)增引物ShTPT-G-F/R（表1），引物兩端引入Bsa"I酶切位點(diǎn)，下游引物去除終止密碼子，以ShTPT-19T為模板，經(jīng)PCR擴(kuò)增后酶切，與線性化的pBWA（V）HS-ccdb-GLosgfp質(zhì)粒連接，轉(zhuǎn)化大腸桿菌后通過卡那霉素篩選，PCR鑒定后送至生工生物工程（上海）股份有限公司進(jìn)行測序。

將水稻培養(yǎng)至7～15日齡，按照YOO等[15]方法提取水稻葉片的原生質(zhì)體，將構(gòu)建好的"pBWA（V）HS-ShTPT-GLosgfp融合質(zhì)粒轉(zhuǎn)入原生質(zhì)體進(jìn)行瞬時表達(dá)，最后通過激光共聚焦顯微鏡（Nikon，"C2-ER）進(jìn)觀察ShTPT蛋白亞細(xì)胞定位結(jié)果并拍照。

1.2.4""甘蔗ShTPT的差異表達(dá)分析""選用田間生長至成熟期的ROC22植株研究ShTPT在甘蔗不同部位的表達(dá)情況，分別取其-1葉（IL）、+1葉（ML）、1-2節(jié)莖（S1）、4-5節(jié)莖（S2）、7-8節(jié)莖（S3）、10-11節(jié)莖（S4）、12-13節(jié)莖（S5）、14-15節(jié)莖（S6）和根（RS）。干旱脅迫處理選用生長至6～7葉的ROC22甘蔗組培苗，在含有20%"PEG6000的MS液中進(jìn)行脅迫處理，處理時間分別為0、6、12、24、48、72、96"h時取樣，整株取樣后迅速用液氮固定。每個處理設(shè)置3個生物學(xué)重復(fù)，樣品的總RNA提取及反轉(zhuǎn)錄方法同1.2.1。

根據(jù)獲得的ShTPT序列設(shè)計(jì)特異引物ShTPT-"Q-F/R（表1），以磷酸甘油醛脫氫酶基因（GAPDH）為內(nèi)參基因并設(shè)計(jì)甘蔗內(nèi)參引物GADPH-F/R（表1）。利用Roche羅氏qPCR儀Light"Cycler"96進(jìn)行RT-qPCR，反應(yīng)體系：2×Q3"SYBR"qPCR"Master"Mix"10"μL、上/下游引物（10"μmol/L）各0.4"μL、cDNA模板1"μL、ddH2O"7"μL。反應(yīng)程序：95"℃"2"min；95"℃"10"s，58"℃"30"s，72"℃"30"s，40個循環(huán)。每個樣品設(shè)置3個重復(fù)。根據(jù)2-??Ct公式計(jì)算ShTPT相對表達(dá)量。采用IBM"SPSS"Statistics"25軟件通過單因素的方差分析對ShTPT的表達(dá)水平的差異顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)。

2""結(jié)果與分析

2.1""ShTPT基因克隆

以甘蔗品種ROC22葉片的cDNA為模板，利用特異性引物進(jìn)行擴(kuò)增，獲得1300"bp左右的條帶（圖1）。測序結(jié)果顯示其與參照序列一致。利用BioMX"2.6軟件對ShTPT核酸序列進(jìn)行分析，CDS長1221"bp，編碼406個氨基酸。

2.2""生物信息學(xué)分析

通過ProtParam在線軟件對ShTPT蛋白進(jìn)行理化性質(zhì)分析，結(jié)果顯示，ShTPT蛋白分子量為43.63"kDa，等電點(diǎn)（pI）為9.80，分子式C2038H3184"N512O526S11，含有丙氨酸（13.8%）、亮氨酸（11.3%）等20種氨基酸，不穩(wěn)定系數(shù)為42.51，親水系數(shù)為0.583，是一種不穩(wěn)定的疏水性蛋白。

ShTPT蛋白具有一個TPT結(jié)構(gòu)域，起止氨基酸為103—401位，ShTPT蛋白具有植物TPT家族特有的典型保守區(qū)域（圖2）。在NCBI網(wǎng)站下載其同源序列進(jìn)行比對發(fā)現(xiàn)，甘蔗ShTPT與高粱SbTPT、水稻OsTPT、柳枝稷PvTPT、玉米ZmTPT等蛋白都具有相同的保守結(jié)構(gòu)域，但不同物種之間存在少數(shù)氨基酸的差異，其中甘蔗ShTPT與高粱SbTPT同源性達(dá)到97.04%（圖3）。

蛋白二級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果顯示，ShTPT蛋白中的α-螺旋（alpha"helix，"Hh）占比51.48%，無規(guī)則卷曲（random"coil，"Cc）占比40.39%，延伸鏈（extended"strand，"Ee）占比8.13%，無β-轉(zhuǎn)角（beta"turn，Tt）和其他元件（圖4）。

蛋白三級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果顯示ShTPT具有跨膜結(jié)構(gòu)，包含α-螺旋、無規(guī)則卷曲和延伸鏈，且主要以α-螺旋的形式完成跨膜（圖5），與蛋白二級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果一致。

利用在線軟件TMHHM對ShTPT蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測，發(fā)現(xiàn)其具有9個典型的跨膜結(jié)構(gòu)域（圖6A），與ShTPT三級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果一致。利用SignalP-5.0在線軟件進(jìn)行信號肽預(yù)測結(jié)果顯示該蛋白不含有信號肽結(jié)構(gòu)，表明ShTPT是一個不具有信號肽的跨膜蛋白。

對ShTPT磷酸化進(jìn)行位點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)，ShTPT蛋白有20個Ser（絲氨酸）位點(diǎn)、9個Thr（蘇氨酸）位點(diǎn)、2個Tyr（酪氨酸）位點(diǎn)可發(fā)生磷酸化修飾（圖6B），推測ShTPT翻譯后可能通過磷酸化修飾發(fā)揮其功能。

2.3""ShTPT蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化分析

通過Blast比對在數(shù)據(jù)庫中獲取了10條與甘蔗ShTPT蛋白同源性較高的蛋白序列，使用MEHA"7.0軟件通過鄰接法（neighbor-joining"algorithm）構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。聚類結(jié)果表明，甘蔗ShTPT與高粱SbTPT同源性極高，被聚類在一小支，序列比對后發(fā)現(xiàn)同源性高達(dá)97.04%。另外ShTPT與同屬禾本科的玉米ZmTPT、粟SiTPT、黍PmTPT、柳枝稷PvTPT、水稻OsTPT、小麥TaTPT的親緣關(guān)系較近，被聚類在同一簇中。而屬于雙子葉植物的豌豆PsTPT、擬南芥AtTPT與菠菜SoTPT則被聚類于另一簇，與甘蔗ShTPT親緣關(guān)系較遠(yuǎn)（圖7）。

2.4""ShTPT亞細(xì)胞定位

利用Plant-mPLoc在線網(wǎng)站預(yù)測ShTPT的亞細(xì)胞定位，結(jié)果顯示甘蔗ShTPT定位在葉綠體。為了驗(yàn)證預(yù)測結(jié)果，構(gòu)建了pBWA（V）HS-"ShTPT-GLosgfp融合表達(dá)載體，與pBWA（V）HS-ccdb-GLosgfp（對照）分別轉(zhuǎn)入水稻原生質(zhì)體進(jìn)行瞬時表達(dá)，研究ShTPT的亞細(xì)胞定位。結(jié)果顯示，含GFP空載體使水稻原生質(zhì)體的細(xì)胞核、細(xì)胞膜、葉綠體等部位均有熒光，ShTPT-GFP融合蛋白只在葉綠體部位發(fā)出熒光（圖8），表明ShTPT是一種葉綠體定位蛋白，與預(yù)測結(jié)果一致。

2.5""ShTPT基因的表達(dá)分析

通過對甘蔗ShTPT基因進(jìn)行熒光定量PCR分析發(fā)現(xiàn)，該基因主要在甘蔗葉片中表達(dá)，在莖和根中的表達(dá)量極低（圖9）。在20%"PEG6000模擬的干旱脅迫下，ShTPT的表達(dá)呈現(xiàn)升-降-升的趨勢，在24"h達(dá)到最高，為0"h表達(dá)量的2.2倍，48"h時降為0"h的1.3倍，96"h"時又回升至0"h的2倍以上（圖10）。表明ShTPT響應(yīng)干旱脅迫。

3""討論

植物中缺乏TPT引起的效應(yīng)幾乎可以通過植物夜間淀粉的轉(zhuǎn)化途徑完全補(bǔ)償，該途徑促使淀粉降解為葡萄糖和麥芽糖的形式，并通過麥芽糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（MEX1）和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（pGlcT）輸出葉綠體[16-17]。此外，在植物中，淀粉的降解也可能發(fā)生在光照時期，與淀粉的合成同時進(jìn)行[13-14]。與藻類相比，植物細(xì)胞運(yùn)輸固定碳的能力似乎更為靈活，且大多數(shù)被子植物一般含有較多數(shù)量的pPTs（5～16個）[7]，擬南芥有6個pPTs，包括1個TPT、2個GPTs、2個PPTs、1個XPT[7]，而藻類有4個pPTs，其中有2個TPTs，1個推測的PPT，以及1個推測的GPT/XPT[18]。TPTs白天在植物葉綠體中導(dǎo)出碳的過程中發(fā)揮著重要作用，而XPT已被證明在中低光和高光條件下運(yùn)輸三磷酸甘油醛，并在一定程度上補(bǔ)償了TPT功能的喪失[9，"19]，因此植物中固定碳輸出的途徑是相互合作的，涉及使用各種糖、糖磷酸和三磷酸甘油醛的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，而干旱脅迫可能對碳同化代謝途徑產(chǎn)生影響，從而調(diào)控磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)。

本研究從甘蔗品種ROC22中克隆了含有完整cDNA序列的ShTPT基因，對其編碼的氨基酸序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，ShTPT蛋白具有1個TPT結(jié)構(gòu)域，具有植物TPT家族特有的典型保守區(qū)域。ShTPT的亞細(xì)胞定位結(jié)果也顯示此蛋白定位在葉綠體，在葉片中表達(dá)高，此與其他作物的研究結(jié)果一致，可能能夠快速響應(yīng)非生物脅迫[20-21]。干旱脅迫降低了光合速率，同時卡爾文循環(huán)相關(guān)基因下調(diào)，碳的同化效率下降，參與碳水化合物代謝的干旱響應(yīng)基因HxK、FK、SuT、GPT、FBPA、SuS、SPP、PFP均發(fā)生顯著的變化[22-24]，碳同化的減少將減少從葉綠體到細(xì)胞質(zhì)的三磷酸鹽的輸出，而在睡茄（Withania"somnifera）中磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體的基因在干旱脅迫早期和后期的葉片中顯著下調(diào)。這表明在干旱脅迫下，對三磷酸鹽輸出的需求減少[21]。而本研究中發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫后磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體基因呈現(xiàn)先升后降的趨勢，和其他研究有些不同。甘蔗為異源同源多倍體，相同的基因家族可能存在協(xié)同機(jī)制，相同的功能蛋白不同的基因表達(dá)存在差異，在玉米（Zea"mays）的干旱處理磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體基因表達(dá)也出現(xiàn)不一致的趨勢[20]，另外甘蔗為葉片淀粉含量較低的單子葉植物，不同物種磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體功能可能會體現(xiàn)不同的差異性，如水稻中磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體突變能夠造就表型的巨大變化，而在擬南芥（Arabidopsis"thaliana）和煙草（Nicotiana"tabacum）中沒有觀測到此變化[4，"25]。以上結(jié)果可以推測甘蔗ShTPT可能參與甘蔗干旱和鹽脅迫應(yīng)答，而其作用機(jī)制有可能有其特異性，下一步對其功能的詳細(xì)解析，將來可作為甘蔗抗旱性工程的候選新基因。

本研究在甘蔗中克隆ShTPT基因，對其基因序列及對應(yīng)蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，并對其在甘蔗不同組織部位中的表達(dá)以及干旱條件下的表達(dá)模式進(jìn)行探究，為后續(xù)甘蔗高產(chǎn)抗逆育種提供參考。

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