【摘 要】
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枣（Ziziphus jujuba Mill.）是我国传统经济林果树,由酸枣（Ziziphus jujuba Mill.var.spinosa）驯化而来,驯化过程中果实糖含量显著提高。糖转运蛋白在糖从源器官到库器官的转运和分配中起着重要作用。因此,探究糖转运蛋白在源、库等器官的转运和调控机制对枣可溶性糖的卸载及果实糖分积累具有重要意义。基于前期枣和酸枣不同果实及不同组织转录组测序数据,分析糖转运蛋
【基金项目】
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国家自然科学基金青年项目（No.31800573）；
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枣（Ziziphus jujuba Mill.）是我国传统经济林果树,由酸枣（Ziziphus jujuba Mill.var.spinosa）驯化而来,驯化过程中果实糖含量显著提高。糖转运蛋白在糖从源器官到库器官的转运和分配中起着重要作用。因此,探究糖转运蛋白在源、库等器官的转运和调控机制对枣可溶性糖的卸载及果实糖分积累具有重要意义。基于前期枣和酸枣不同果实及不同组织转录组测序数据,分析糖转运蛋白的时空表达及组织表达模式,筛选在叶片和在果实器官表达丰度差异的糖转运蛋白,初步鉴定了Zj SWEET2.2在叶片表达水平显著高于其他组织,而Zj SWEET15在枣果实表达水平显著高于酸枣。在此基础上,利用亚细胞定位、瞬时表达、启动子测序分析及酵母单杂等分子生物学技术,分析了其在叶片和果实的转运和调控功能,具体结果如下:1、序列分析表明Zj SWEET2.2含有7个跨膜结构域,具有典型的SWEET特征;亚细胞定位表明Zj SWEET2.2为质膜定位的糖转运蛋白。2、不同组织的基因表达分析发现Zj SWEET2.2在富含叶绿体的组织高度表达;基于Zj SWEET2.2在叶片的瞬时过表达分析表明,Zj SWEET2.2促进了光合系统相关基因表达,推测Zj SWEET2.2可通过降低叶片糖含量促进光合作用的进行。3、基于外源喷糖实验的转录调控分析表明,Zj SWEET2.2受高浓度外源糖的抑制,受低浓度外源糖的促进,且对葡萄糖的响应比对蔗糖更敏感;对Zj SWEET2.2启动子区DNA序列分析发现,启动子中存在与糖信号相关的促进/抑制作用的顺式元件,推测该蛋白受糖信号的调节。4、不同组织的基因表达分析发现Zj SWEET15在库器官高度表达;序列分析表明Zj SWEET15均含有7个跨膜结构域,具有典型的SWEET特征;亚细胞定位表明Zj SWEET15为质膜定位的糖转运蛋白。5、对枣和酸枣群体样本Zj SWEET15进行荧光定量PCR测定,结合蔗糖含量进行相关性分析,结果表明Zj SWEET15在栽培枣表达水平显著高于酸枣,且和蔗糖含量呈正相关。瞬时过表达及外源喷糖实验结果进一步表明Zj SWEET15促进蔗糖转运和积累。6、11个高糖含量栽培枣及11个低糖含量酸枣的Zj SWEET15启动子区测序表明,在启动子区上游-4330bp至-4228bp处存在枣和酸枣的SNP变异区（TG/CTTTAAAAAGC/AAAGAAAAATG/AA）,且该变异位点与蔗糖含量连锁。7、对Zj SWEET15启动子变异区域进行酵母单杂交筛库实验,初步筛选了转录因子Zj AFP3调控Zj SWEET15的表达;对Zj AFP3时空表达分析发现,Zj AFP3随果实的成熟表达水平逐渐升高,且栽培枣的表达水平高于酸枣,该表达趋势和果实糖积累趋势一致。
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