葡萄VvSWEET蛋白家族的全基因组鉴定及VvSWEET15在糖含量积累的功能研究OA

SWEET(Sugars Will Eventually be Exported Transporters)家族是近年来新发现的一类糖转运蛋白,调节糖类化合物在植物体内卸载及积累,参与植物衰老、花蜜分泌、激素信号、发病机制和非生物胁迫响应等过程。本研究中基于葡萄(Vitis vinifera L.)全基因组信息对糖转运蛋白SWEET家族成员进行鉴定,分析其在果实不同发育时期的表达特征,旨在挖掘调控果实糖积累的关键基因。通过生物信息学方法鉴定VvSWEET基因,系统分析其理化性质、进化关系、染色体定位、基因结构以及启动子顺式作用元件等特征。结合‘红地球’葡萄不同发育时期果实转录组数据,筛选出与己糖含量积累呈显著正相关的基因VvSWEET15,并通过基因克隆、亚细胞定位和基因沉默等技术,明确VvSWEET15在果实糖积累过程中的功能。共鉴定到16个VvSWEET家族成员,主要分布在10条染色体上。分析表明,葡萄VvSWEET基因可分为4个进化分支(CladeⅠ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ),同一分支成员在基因结构和蛋白保守基序上高度相似。启动子区域富含光照、激素、发育和胁迫相关的顺式作用元件。分析表明,花后40~120 d VvSWEET15表达水平呈上升趋势,并与果实中己糖含量呈显著正相关。VvSWEET15定位于细胞质膜,瞬时沉默其表达显著降低了果实中果糖和葡萄糖含量,表明VvSWEET15对果实己糖积累起重要作用。