【摘 要】
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蔗糖作为植物体内光合同化产物存在以及运输的主要形式,在植物的生长发育以及植物应对胁迫方面发挥着重要作用。SWEET蛋白是一种新型糖转运蛋白,其与SUT蔗糖转运蛋白协同,参与蔗糖从源至库的运输。慈竹（Bambusa emeiensis）是西南地区重要的经济竹种,目前慈竹SWEET基因的相关研究未见报道。本研究以其他物种的SWEET基因和慈竹转录组数据为参考,对筛选到的慈竹SWEET基因进行了生物信息
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蔗糖作为植物体内光合同化产物存在以及运输的主要形式,在植物的生长发育以及植物应对胁迫方面发挥着重要作用。SWEET蛋白是一种新型糖转运蛋白,其与SUT蔗糖转运蛋白协同,参与蔗糖从源至库的运输。慈竹（Bambusa emeiensis）是西南地区重要的经济竹种,目前慈竹SWEET基因的相关研究未见报道。本研究以其他物种的SWEET基因和慈竹转录组数据为参考,对筛选到的慈竹SWEET基因进行了生物信息学和亚细胞定位分析。并且通过双分子荧光互补实验以及遗传转化小麦等手段,发现慈竹Be SWEET4-2、Be SWEET11-3、Be SWEET1A-2蛋白能够以自身多聚化或者两两多聚化形式发生互作;异源过表达Be SWEET11-3能够增加小麦的生物量,并提高小麦的灌浆程度和光合能力。主要研究结果如下:（1）从慈竹转录组数据库中筛选到了9条完整的慈竹Be SWEET基因序列。生物信息学分析表明,这些Be SWEET基因含有SWEET家族特有的Mt N3保守结构域,被聚类为4个分支,可能分别参与转运己糖、果糖和蔗糖。（2）克隆了其中3个SWEET基因,命名为Be SWEET4-2、Be SWEET11-3、Be SWEET1A-2,分别编码256、294、222个氨基酸。采用q RT-PCR进行了组织表达和诱导表达分析。结果表明Be SWEET4-2、Be SWEET11-3、Be SWEET1A-分别在根、茎、叶脉中呈现高表达;在外源添加2%果糖、葡萄糖、蔗糖诱导条件下,Be SWEET4-2和Be SWEET1A-2对己糖的响应显著,而Be SWEET11-3对蔗糖的响应显著,表明这3个基因可能存在功能的差异。（3）亚细胞定位分析表明,这3个Be SWEET蛋白均定位在质膜上。双分子荧光互补实验发现Be SWEET蛋白之间存在蛋白互作。其中Be SWEET4-2和Be SWEET1A-2蛋白通过自我聚合形式形成蛋白复合体,而Be SWEET11-3和Be SWEET1A-2蛋白通过相互结合形成蛋白复合体。利用酿酒酵母EBY.VW4000突变体,进行了Be SWEET1A-2蛋白的酵母互补生长实验,发现Be SWEET1A-2蛋白具有转运葡萄糖、果糖、半乳糖的能力,并且转运果糖的能力要弱于葡萄糖和半乳糖。（4）构建了Be SWEET11-3的过量表达载体,通过基因枪法转化小麦愈伤组织,获得了11个PCR阳性的转基因小麦植株。3个T1代过表达株系（OE11-3、OE12-1和OE12-2）的表型分析发现Be SWEET11-3的过量表达显著提升了叶片的净光合速率和籽粒大小,这与过量表达Os SWEET4促进了水稻籽粒的大小结果一致,暗示了Be SWEET11-3促进了小麦灌浆期间营养物质向胚乳的运输。
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