陆地棉蔗糖转运蛋白基因家族的鉴定及表达分析

蔗糖转运蛋白(SUT)在蔗糖从“源”到“库”的运输与分配过程中发挥着重要作用。该研究基于最新公布的陆地棉基因组数据，利用生物信息学和荧光定量PCR等方法，对陆地棉SUT基因家族进行全基因组鉴定，并对他们的表达特性进行系统分析。结果显示：(1)在陆地棉基因组中，共鉴定到18个GhSUT基因(GhSUT1 GhSUT18)，他们不均匀地分布在陆地棉11条染色体上。(2)GhSUT蛋白间序列一致性很高，均具有11～12个跨膜结构域，且都定位于质膜。(3)进化关系分析表明，陆地棉GhSUT蛋白主要分布在双子叶植物特有的SUT1亚组，以及单、双子叶植物共有的SUT2亚组和SUT4亚组，其中SUT1亚组成员最多，包含8个GhSUT基因。(4)位于同一亚组的GhSUT基因具有相似的内含子 外显子分布模式，不同亚组间GhSUT基因内含子/外显子数目差异很大。(5)转录组分析表明，GhSUT基因在表达水平上存在差异，GhSUT1和GhSUT10在被检测的组织不表达，GhSUT5、GhSUT14、GhSUT7和GhSUT16在被检测的组织表达量较低，其他GhSUT基因在被检测的组织具有较高的表达水平；另外，GhSUT基因的表达具有组织特异性，其中GhSUT2和GhSUT11主要在“源”和“库”器官中表达，GhSUT6和GhSUT15主要在“库”器官中表达，而GhSUT9和GhSUT18主要在纤维中表达。(6)荧光定量PCR分析表明，GhSUT2在“源”和“库”器官中均具有较高的表达水平，GhSUT6主要在“库”器官包括根、花瓣、纤维和茎中表达，在“源”器官(叶片)中表达量很低；GhSUT18主要在纤维中特异性高表达，在其他组织表达量很低。研究表明，实验验证结果与转录组分析结果相对一致。该研究结果为进一步研究SUT家族基因的功能提供了重要的基因信息，并为棉花产量的提高和纤维品质的改良奠定了理论依据。

Identification and Expression Analysis of Sucrose Transporter Gene Family in Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)