研究揭秘植物糖轉運蛋白的進化史

近日，中國農業科學院棉花研究所棉花高產育種創新團隊系統解析了SWEET糖轉運蛋白在綠色植物中的起源、進化過程及功能分化，明確該蛋白的進化軌跡及功能多樣性。相關研究成果發表在《植物雜志》（The Plant Journal）上。

SWEET糖轉運蛋白在植物中負責跨膜轉運糖，參與植物生長發育和脅迫響應過程。利用分子生物學技術，通過精準調控該蛋白進而控制糖的分配，可以實現作物高產、抗逆與抗病的協同改良。

該研究鑒定了59種綠色植物的1246個SWEET糖轉運蛋白，構建了目前最全面的該蛋白家族進化樹。

研究發現，該蛋白最早出現在綠藻中并定位在液泡膜上，但不具備糖轉運功能；隨著水生植物開始向陸生植物的過渡，該蛋白主要定位在液泡膜上，開始具備轉運葡萄糖和果糖的能力；隨著維管植物的出現，該蛋白開始在細胞膜上行使功能，轉運果糖；隨著種子植物的出現，分化出了可以轉運蔗糖且定位在細胞膜上的SWEET糖轉運蛋白，開始參與植物中糖的長距離運輸。

研究結果豐富了植物糖轉運蛋白的進化和作用，為作物高產、抗逆與抗病分子設計育種奠定了理論基礎。

該研究得到了國家自然科學基金、河南省自然科學基金、中原科技創新青年拔尖人才等項目的支持。

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/tpj.70334