水稻茎鞘非结构性碳水化合物转运机理及栽培调控研究进展

非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate,NSC)是参与水稻能量代谢的主要物质和维持水稻生长发育及响应环境调控的重要因子.蔗糖作为水稻茎鞘NSC代谢中心物质,是水稻灌浆期叶片光合产物和花前茎鞘中储存的NSC向穗部转运的主要形式,是籽粒灌浆的主要同化物来源.理解水稻蔗糖分配、转运机理及栽...     

植物的糖信号及其对碳氮代谢基因的调控

介绍了植物蔗糖和已糖转运蛋白（SUT,HXT）及各自糖转运功能与调控,总结了不同糖类的胞内信号转过程及其对碳,氮代谢基因表达调控的最新研究进展,同时分析了蛋白激酶如已糖激酶（HXK）,SNF1相关激酶（SnRK1)等在植物糖信号转导中的作用,以及糖信号与氮信号的互作及对同化物分配的调控。     

植物蔗糖转运蛋白表达的调控因素与分子机制

植物光合作用的产物主要以蔗糖的形式在植物体内进行从源到库的运输.蔗糖转运蛋白是此过程的重要参与者,其表达和调控与植物中光合作用产物的分配紧密关联,从而调控着植物的生长发育、结果结实、抗逆抗病等性状.蔗糖转运蛋白的表达受到植物发育时期、外界环境条件及激素的影响.蔗糖转运蛋白的调控机制有转录因子的调节、基因内部序列调控、蛋...     

菜用大豆蔗糖转运蛋白基因家族的克隆及表达分析

蔗糖是高等植物体内碳水化合物长距离运输的主要甚至唯一的形式,蔗糖转运蛋白在蔗糖转运过程中起着极为重要的作用。该研究从菜用大豆闽豆6号中克隆到9个蔗糖转运蛋白基因,分别命名为Gm SUT-1~GmSUT-9,并对其进行生物信息学、系统发育和组织表达分析。结果表明,GmSUTs属于MFS超家族,根据SUT系统进化分析法将GmSUTs划分为SUT1、SUT2和SUT4三个亚族,其中GmSUT-1、GmSUT-2、GmSUT-4、GmSUT-5、GmSUT-6、GmSUT-7和GmSUT-8属于SUT1亚族, GmSUT-9属于SUT2亚族, GmSUT-3属于SUT4亚族。SUTs各亚族成员氨基酸序列的差异性可能导致它们在蔗糖的跨膜转运中扮演不同的角色,其表达模式和生理功能也不同。大豆SUT1亚族中7个基因总的表达趋势相似,花中表达量相对来说最高,而籽粒、叶片、茎和根等组织中表达量则相对较低; SUT2亚族中的GmSUT-9和SUT4亚族中的GmSUT-3在不同组织中的表达量相对来说都较低。该研究初步阐明了菜用大豆蔗糖转运蛋白家族基因的结构及组织表达特点,为进一步开展蔗糖转运蛋白基因调控菜用大豆籽粒发育中蔗糖的积累和分配的研究奠定了基础。     

植物蔗糖转运蛋白的基因与功能

蔗糖是植物体内碳水化合物长距离转运的主要( 甚至唯一) 形式, 为植物生长发育提供碳架与能量。蔗糖转运蛋白(sucrose transporter, SUT)负责蔗糖的跨膜运输, 在韧皮部介导的源-库蔗糖运输, 以及库组织的蔗糖供给中起关键作用。自从菠菜中克隆到第一个SUT基因以来, 已先后有多个SUT基因的cDNA得到克隆与功能分析, 涉及34种双子叶与单子叶植物。每种植物都有一个中等规模 的SUT基因家族, 其不同成员之间具有较高的氨基酸序列同源性, 但在蔗糖吸收的动力学特性、转运底物的特异性和表达谱等方面存在差异。本文系统介绍国内外(主要是国外)在植物SUT基因的克隆、分类与进化、细胞定位与功能, 以及研究方法等方面的研究进展, 并简要介绍我们在橡胶树SUT基因研究上的初步结果。     

蔗糖转运蛋白的调节

对影响植物蔗糖转运蛋白的表达和活性的各种内外调节因子作了综述.分别介绍了蔗糖转运蛋白在转录和翻译水平的调控、蛋白间的互作、激素协调、及外界环境因素等.     

植物SWEET基因家族结构、功能及调控研究进展

SWEET(sugars will eventually be exported transporter)基因家族是一类新型的糖转运蛋白,可顺浓度梯度对糖分进行双向跨膜运输。SWEET在植物光合同化物韧皮部装载、蜜腺花蜜分泌、种子灌浆、花粉发育、病原菌互作、逆境调控等过程中起着关键作用,近年来受到广泛关注。尽管SWEET广泛存在于植物中,但目前对其功能研究主要集中在水稻和拟南芥上。介绍了SWEET基因家族的发现、蛋白结构特征、生理功能及逆境调控的最新研究进展,有助于将来对SWEET基因家族进行更深入和全面的研究。     

植物蔗糖转运蛋白的基因与功能

蔗糖是植物体内碳水化合物长距离转运的主要（甚至唯一）形式，为植物生长发育提供碳架与能量。蔗糖转运蛋白（sucrose transporter，SUT）负责蔗糖的跨膜运输，在韧皮部介导的源-库蔗糖运输，以及库组织的蔗糖供给中起关键作用。自从菠菜中克隆到第一个SUT基因以来，已先后有多个SUT基因的cDNA得到克隆与功能分析，涉及34种双子叶与单子叶植物。每种植物都有一个中等规模的SUT基因家族，其不同成员之间具有较高的氨基酸序列同源性，但在蔗糖吸收的动力学特性、转运底物的特异性和表达谱等方面存在差异。本文系统介绍国内外（主要是国外）在植物SUT基因的克隆、分类与进化、细胞定位与功能，以及研究方法等方面的研究进展，并简要介绍我们在橡胶树SUT基因研究上的初步结果。     

甘薯蔗糖转运蛋白的功能分析

甘薯(Ipomoea batatas)是重要的粮食和工业加工原料作物。蔗糖是植物体内碳水化合物长距离转运的主要形式,蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)在植物的生长代谢中调控蔗糖的跨膜运输和分配,在韧皮部介导的源-库蔗糖运输和为库组织供应蔗糖的生理活动中起关键作用。本研究根据不同淀粉性状甘薯块根中差异表达的2个SUT基因转录本,进行cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆,获得IbSUT62788和IbSUT81616的全长cDNA序列;通过系统发育分析明确其分类;通过在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中瞬时表达明确其亚细胞定位;通过酵母功能互补系统鉴定IbSUT62788和IbSUT81616是否具有吸收、转运蔗糖和己糖的能力。通过实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)分析IbSU62788和IbSUT81616在甘薯各器官中的表达特征;通过蘸花法得到外源表达IbSUT62788和IbSUT81616基因的拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,比较与野生型拟南芥的淀粉和糖含量的差异。结果表明,IbSUT62788和IbSUT81616分别编码505个和521个氨基酸的SUT蛋白,均属于SUT1亚家族。IbSUT62788和IbSUT81616均定位于细胞膜,在酵母系统中具有转运蔗糖、葡萄糖和果糖的能力。此外,IbSUT62788还具有转运甘露糖的能力。IbSUT62788在甘薯叶片、侧枝和茎中的表达量更高,IbSUT81616在侧枝、茎和块根中表达量更高。IbSUT62788和IbSUT81616在拟南芥中异源表达后,植株可以正常生长,但生物量增加。IbSUT62788的异源表达增加了拟南芥植株叶片可溶性糖含量、叶片大小和种子千粒重;IbSUT81616的异源表达增加了拟南芥植株叶片、根尖的淀粉积累量和种子千粒重,但减少了可溶性糖含量。本研究结果表明,IbSUT62788和IbSUT81616可能是调控甘薯蔗糖和糖含量性状的重要基因,在细胞膜上进行着蔗糖的跨膜运输、蔗糖进出库组织、韧皮部蔗糖的运输与卸载等生理功能,在拟南芥中异源表达造成的性状改变说明其在提高其他植物或作物产量中的应用潜力。本研究为揭示甘薯淀粉和糖代谢及重要品质性状形成机制提供了重要信息。     

植物体内蔗糖转运蛋白的功能和调控

蔗糖转运蛋白（sucrose transporter,SUT）负责蔗糖的跨膜运输,在韧皮部介导的源-库蔗糖运输和为库组织供应蔗糖的生理活动中起关键作用。本文介绍植物体内蔗糖转运蛋白基因家族、细胞定位与功能调节以及高等植物的蔗糖感受机制的研究进展。     

植物原生质膜的糖转运蛋白

高等植物光合细胞同化的糖类由质外体途径穿过原生质膜转运时,利用Ｈ＾＋－ＡＴＰ形成的质了左糖逆电化学势进行共转运是由糖转运蛋白介导的。文中对近年来植物原生质膜单糖和蔗糖转运蛋白的克隆、鉴定及特性,糖转运蛋白组织定位和表达及其与光合同化物运和分配的关系等同研究进展作了介绍。     

水稻蔗糖转运载体蛋白(OsSUT2)非跨膜区域特征性序列的融合表达及其抗体制备

植物光合作用产生的蔗糖是植物生长发育的主要碳源物质,还是诱导植物生长发育过程中诸多相关基因表达的特异信号分子[1].蔗糖分子在植物器官及组织间的生理分配维持着整个植物体的正常生长发育[2].植物蔗糖转运载体(sucrosetransporter,SUT)是一类担负着蔗糖分子在细胞间的转运及信号转导的功能性蛋白家族,它在蔗糖的韧皮部装载、沿韧皮部的再吸收、韧皮部卸载和向库器官的转运等跨膜运输以及蔗糖特异信号感应过程中发挥着重要的生理功能[3～5].植物蔗糖转运载体蛋白分布于植物细胞质膜上,该转运载体蛋白含有12个疏水性跨膜结构域,在其氨…     

VIGS技术鉴定木薯糖转运蛋白Mesweet18的功能研究

糖转运蛋白（sugar will eventually be exported transporter,SWEET）在植物运输糖类、生殖和发育、逆境性、与病原体互作等方面发挥着重要作用。选择木薯糖转运蛋白Mesweet18基因沉默的靶基因区域,通过病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术注射木薯SC9的盆栽苗叶片。qRT-PCR结果表明,Mesweet18在沉默植株中的表达量显著下调,分别是对照的46.80%、30.23%、21.12%。叶片叶绿素和可溶性糖含量检测结果表明,与对照相比,叶绿素a、b和总含量均出现不同程度的下降,蔗糖和果糖含量显著增加,而葡萄糖含量出现轻微下降。研究Mesweet18在木薯中的分子功能,为深入研究糖转运蛋白SWEET在木薯中的分子机制奠定了基础。     

马克斯克鲁维酵母GX-UN120糖转运蛋白基因的克隆及表征

【背景】马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)具有完整的木糖代谢途径,可以高效利用木质纤维素中的木糖,因此对其糖转运蛋白基因的研究或可有效解决酵母木糖转运的相关问题。【目的】根据马克斯克鲁维酵母DMKU3-1042中KLMA＿70145和KLMA＿80101基因位点的功能预测,获得马克斯克鲁维酵母GX-UN120相应的糖转运蛋白基因序列并探究其功能。【方法】将转运蛋白基因分别克隆表达至酿酒酵母EBY.VW4000中考察重组菌株生长特性,以此间接评价对应转运蛋白的转运能力。【结果】Km＿SUT2基因编码的糖转运蛋白可有效提高宿主细胞转运木糖、阿拉伯糖、山梨糖、核糖、乳糖和葡萄糖的能力,但却不能转运甘露糖、果糖、蔗糖和半乳糖。类似地,Km＿SUT3基因编码的糖转运蛋白可提高细胞转运木糖、阿拉伯糖、山梨糖、半乳糖、核糖、乳糖和葡萄糖的能力,但却不能转运甘露糖和果糖。然而在葡萄糖存在的条件下,重组菌株对各种碳源的利用均受抑制,但Km＿SUT3转运木糖和核糖过程中受葡萄糖的抑制作用较小。【结论】马克斯克鲁维酵母GX-UN120中转运蛋白Km＿SUT2和Km＿SUT3可...     

果实中糖的运输、代谢与积累及其调控

叶片光合产物向果实运输的主要形态是蔗糖,但在木本蔷薇科果树中,光合产物的主要运输形态为山梨醇.糖从质外体空间跨膜运入共质体的过程由糖运输蛋白介导,而糖运输蛋白的基因表达伴随着果实糖的积累而增强.蔗糖代谢酶参与了细胞内外4个与糖运输有关的无效循环.己糖代谢抑制是果实糖快速积累的前提.在木本蔷薇科果实中,蔗糖代谢酶活力仍非常活跃,表明蔗糖可能与山梨醇在果实生长发育中都起重要的作用.糖作为信号分子,调节了承担糖运输与代谢的基因的表达.自然环境因子和栽培措施能有效调控糖运输、代谢与积累.反义抑制Ivr基因表达能提高番茄果实含糖量的实验结果表明遗传工程调控糖积累的潜力.阐明糖信号与其它信号互作对糖运输与代谢的调控机制是今后研究的重点.     

植物体内糖分子的长距离运输及其分子机制

植物器官(如叶、叶鞘、绿色的茎等)可以通过光合作用将CO₂合成为碳水化合物, 并经过长距离运输到达库组织(如新生组织、花粉、果实等)中进行贮存或利用。蔗糖是高等植物长距离运输碳水化合物的主要形式。蔗糖分子从源到库的运输包括源组织韧皮部的装载、维管束的运输和库组织韧皮部的卸载3个步骤。遗传学和分子生物学研究证明, 蔗糖转运蛋白、转化酶和单糖转运蛋白在糖分子的装载和卸载过程中发挥重要作用。该文综述了目前对光合产物运输过程及其调控分子机制的最新研究进展。     

Nature导读

<正>解析花蜜的进化之谜植物生产和分泌花蜜的过程仍然未知。研究人员对三种不同的开花植物(拟南芥、芜菁和野生烟草)的研究发现,糖转运蛋白SWEET9在三种植物中负责介导花蜜分泌的过程,将糖转运到蜜腺的细胞外区域,是花蜜合成和分泌中的关键元件。SWEET9还可能对于开花植物的进化至关重要,出现在开花植物进化的早期。     

杏蔗糖转运蛋白基因PaSUC4的获得及其生物信息学分析

果树通过蔗糖转运蛋白转运蔗糖进入果实细胞中,蔗糖转运蛋白的转运效率直接影响着果实的糖含量和果实的品质。利用RT-PCR方法,从吉农红杏中获得蔗糖转运蛋白基因Pa SUC4,测序结果表明序列全长2 480 bp,其中完整开放阅读框1 500 bp,编码499个氨基酸。预测编码的蛋白质分子量为53.58 k Da,等电点为9.31。相似性及系统进化分析发现,所得蔗糖转运蛋白与蔷薇科李属植物中同类蛋白序列相似性很高,推测其功能也具有保守性。对其表达分析结果显示Pa SUC4在杏树各部位中的表达具有组织特异性,其中成熟叶片中表达量最高,雌蕊中表达量最低。为进一步研究其生物学功能,构建了适合植物遗传转化的植物表达载体并进行了烟草遗传转化。研究结果为普通杏优良品种培育提供了参考。     

植物中SWEET基因家族研究进展

SWEET基因家族是一个新的糖转运蛋白,具有2个MtN3/saliva跨膜结构域,从单细胞的原生生物到高等的真核生物中均有出现。目前对该家族功能研究较少,尽管基于MtN3/saliva的不同类型的基因已经被确定,但确切的生物学功能与该跨膜结构域的分子功能仍有待研究。近来的研究表明MtN3/saliva/SWEET基因可能作为糖转运蛋白或通过与离子转运蛋白的互作促进离子转运,调节不同的生理过程,在包括转运糖类、发育、环境适应性、宿主-病原体的相互作用中发挥作用。本文介绍了MtN3/saliva/SWEET基因结构功能的最新研究进展,将为阐明其在不同植物中的功能提供分子基础。