蔗糖转运蛋白的基因和功能.pdf

Bulletinof 植物学通报Chinese Botany2007，24(4)：532-543，www．chinbullbotany．corn -专题介绍- 植物蔗糖转运蛋白的基因与功能 戚继艳，阳江华，唐朝荣+ 737 中国热带农业科学院橡胶研究所，农业部热带作物栽培生理学重点开放实验室，儋州571 rose 摘要 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(SUC 的S【，7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SU7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迸展，并 简要介绍我们在橡胶树SU丁基因研究上的初步结果。 关键词 细胞定位，功能，研究方法，蔗糖转运蛋白。蔗糖跨膜运输 戚继艳，阳江华，唐朝荣(2007)．植物蔗糖转运蛋白的基因与功能．植物学通报24，532—543． 在高等植物中，蔗糖是碳水化合物长距离运输的主 本文系统介绍十多年来有关植物S∽噬因及其功能的 要(甚至唯一)形式，其在成熟叶片(源)中合成后，进一步研究进展。 转运到多种异养组织(库》(包括正在发育的叶片、茎 尖、根和生殖器官等)中，满足植物生长发育的需求。 1 植物SUT蛋白及其基因的克隆 同时，蔗糖还作为一种信号分子，参与控制植物体内同化 植物SUT属于典型的膜蛋白，含有12个结构保守的跨 产物的转运效率与分配方式(Smeekens，2000)、促进 et aJ．， 膜结构域，序列中部是—个定位于胞质的大环，将整个蛋 植物细胞以胞吞方式吸收营养物质(Etxeberria et a1．。 白分为各含6个跨膜结构域的两部分，伸展的N端序列 2005)并调控某些特定基因的激活与抑制(Lalonde et 1999)等。 也定位于胞质(Barker 蔗糖由源向库的运输是通过韧皮部进行的，其中位 facilitator 化扩散载体超家族(major 于质膜上的蔗糖转运蛋白发挥重要作用。蔗糖转运蛋 下糖转运家族的一个中等规模的亚家族(LemoiRe， 白通常简称SUT(sucrosetransporters)，也称SUC et (sucrosecarriers)或Scr(sucrosecarriers)(Lemoine，a1．，2005)，家族成员显著的结构特点是具有12个由0‘． et 螺旋构成的高疏水性跨膜结构域，家族成员在所有现存 2000；Williamsa1．，2000)。自Frommer实验室分 etal。，1 离得到第1个SUT基因(Riesmeier992)F以来，生物(细菌、古细菌、动物、真菌和植物)中都存在，例 已有多种植物的多个SUT基因得到克隆与功能分析。 如细菌的乳糖透过酶(1actose SUT作为植物所特有的一类载体蛋白，在蔗糖进出韧皮 糖转运载体(glucose 部、库组织蔗糖供给、蔗糖贮藏、蔗糖转运调控以及 (hexose