近日，中国农业科学院棉花研究所高产高效育种课题组系统解析了SWEET糖转运蛋白在绿色植物中的起源、进化过程及功能分化，明确植物SWEET糖转运蛋白的进化轨迹及功能多样性。相关研究成果以“Evolutionary trajectory and functional diversity of SWEET sugar transporters in plants”为题发表在国际著名植物学期刊《植物杂志（The Plant Journal）》（中科院一区TOP期刊，5年平均IF=7）上。

SWEET糖转运蛋白在植物中负责跨膜转运糖，参与植物生长发育和胁迫响应过程。利用分子生物学技术，通过精准调控SWEET糖转运蛋白进而控制糖的分配，可以实现作物高产、抗逆与抗病的协同改良。

该研究综合利用系统发育分析、蛋白结构分析、酵母突变体互补实验和亚细胞定位实验等多种技术手段，揭示了SWEET糖转运蛋白在植物中的进化过程。研究发现，SWEET糖转运蛋白最早出现在绿藻中并定位在液泡膜上，且主要属于负责转运单糖的第二分支，但不具备糖转运功能；随着水生植物开始向陆生植物的过渡，SWEET糖转运蛋白主要定位在液泡膜上，开始具备转运葡萄糖和果糖的能力，并出现主要负责转运单糖的第一分支；随着维管植物的出现，SWEET糖转运蛋白分化出主要转运果糖的第四分支，并且开始在细胞膜上行使功能；随着种子植物的出现，分化出第三分支转运蔗糖且定位在细胞膜上的SWEET糖转运蛋白，开始参与植物中糖的长距离运输。研究结果揭示了SWEET糖转运蛋白的起源和作用，并且为利用SWEET基因进行作物高产、抗逆与抗病育种奠定了理论基础。

中棉所博士研究生李昕阳和助理研究员任中英为论文共同第一作者，李威研究员和杨代刚研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.70334

植物SWEET糖转运蛋白的进化轨迹与功能分化