热带作物学报

作者：郑乾明, 王小柯, 王红林, 解璞, 付慧敏, 陈传武

单位：1.贵州省农业科学院果树科学研究所，贵州贵阳 550006,2.广西桂北特色经济作物种质创新与利用实验室/广西特色作物研究院，广西桂林 541004

关键词：蔗糖,细胞膜,酵母表达,果实成熟

基金：贵州省科技计划项目(黔科合服企[2019]4002),广西科技计划项目(桂科AA22068092),国家重点研发计划项目(2019YFD1001400)

高等植物糖转运蛋白SWEET（sugars will eventually be exported transporter）家族具有葡萄糖、果糖或蔗糖的转运活性，广泛参与光合产物韧皮部装载和卸载，以及花、果实和种子发育等生理过程。为探讨CitSWEET15基因在甜橙果实发育和成熟期间的生理功能，本研究开展CitSWEET15的基因克隆、表达模式、亚细胞定位和蔗糖转运活性分析。CitSWEET15基因的开放阅读框（open reading frame, ORF）长度为918 bp，编码305个氨基酸，含有7个跨膜结构域。CitSWEET15的理论等电点为6.29，相对分子量为34.15 kDa。系统进化分析表明，CitSWEET15与AtSWEET15、VvSWEET15、LcSWEET15和PuSWEET15为直系同源基因，属于SWEET Ⅲ类。序列比对表明，CitSWEET15与克里曼丁橘、莽山野橘、金柑、柚、宜昌橙和枸橼的SWEET15基因的核苷酸序列一致率为98.69%~99.9%，氨基酸序列一致率为97.38%~100%。CitSWEET15和上述柑橘类SWEET15成员，与AtSWEET13的4个蔗糖识别位点和3个蔗糖转运活性相关位点完全一致，说明CitSWEET15和柑橘类SWEET15成员可能均具有蔗糖转运活性。荧光定量PCR检测表明，CitSWEET15基因在甜橙果实的种子和果肉中表达量较高，果肉中CitSWEET15基因的表达水平在花后80~140 d较低，随着果实发育显著上调，在花后230 d达到最高水平。将CitSWEET15的C端融合绿色荧光蛋白，然后在拟南芥叶肉原生质体中瞬时表达。亚细胞定位分析表明，荧光信号分布在原生质体外缘，CitSWEET15定位于细胞膜。通过在酿酒酵母W303a（W303-1A）菌株中异源表达和蔗糖类似物七叶苷孵育，检测CitSWEET15和AtSWEET10（At5g50790，阳性对照）的蔗糖转运活性。表达CitSWEET15的酵母细胞与AtSWEET10相似，其荧光强度显著高于载体对照，表明CitSWEET15具有蔗糖转运活性。因此，CitSWEET15是定位于细胞膜的蔗糖转运蛋白，在柑橘类物种中序列高度保守，参与甜橙果实成熟期间的质外体蔗糖跨膜转运。本研究结果为了解甜橙果实可溶性糖积累提供基础，为改良果实风味和品质提供候选基因。

来源：2023年第10期

《热带作物学报》期刊编辑部

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