不同葡萄株系间蔗糖转运蛋白基因家族的差异分析

糖度是选育优良葡萄品种的重要指标，其水平取决于葡萄果实发育到始熟期后的糖的积累。最新研究表明，在葡萄果实发育后期，糖的运输与质膜上存在的糖转运蛋白有密切关系。糖转运蛋白是一个大的家族，目前研究较为深入的是拟南芥中的7种蔗糖转运蛋白，它们对植物的发育和生殖等活动极为重要。目前，葡萄基因组测序已经完成，这为我们研究葡萄蔗糖转运蛋白全基因家族提供了极大帮助。不同品种株系的葡萄果实成熟后糖含量差异很大，推测主要是与决定糖运输的蔗糖转运蛋白的差异相关。本研究拟选择果实糖含量差异显著的主要栽种葡萄品种和野生品种的不同株系为材料，探究在不同的葡萄品种中，蔗糖转运蛋白在基因组水平以及表达水平上的差异，以揭示这一重要家族在葡萄的果实成熟等生理过程中的重要功能，并为培育和筛选优良的葡萄品系奠定基础。本工作以博士后期间研究为基础，对蔗糖转运蛋白在葡萄中的功能做更为全面和深入的研究。

糖度是选育优良葡萄品种的重要指标，其水平取决于葡萄果实发育到始熟期后糖的积累。最新研究表明，在葡萄果实发育后期，蔗糖的运输与质膜上存在的蔗糖转运蛋白有密切关系。不同品种株系的葡萄果实成熟后糖含量差异很大，推测主要是与决定糖运输的蔗糖转运蛋白的差异相关。本研究选择了果实糖含量差异显著的主要栽种葡萄品种和野生品种的不同株系为材料，探究了在不同的葡萄品种中，蔗糖转运蛋白在基因组水平以及表达水平上的差异。研究结果显示，葡萄中的蔗糖转运蛋白家族成员有4个，这4个家族成员间有相似的蛋白质结构域，意味着相似的功能，但他们的蛋白质同源性并不非常高。而这4个基因中的任一个基因在不同的葡萄品种（系）中在DNA水平的差异主要出现在内含子区域，发生了大片段的缺失以及碱基变异；但是它们在蛋白质水平只发生了数个氨基酸的差异，可以说差别不大。而他们在葡萄果实成熟过程中的表达水平差异比较明显。其中VvSUC11的表达量与果实糖分的积累呈明显的正相关，且在含糖量高的葡萄品种中，其后期的表达量也比较高；VvSUC12的表达量与果实糖分的积累没有明显的相关性；而VvSUC27的表达量与果实糖分积累呈明显的负相关关系。我们认为，VvSUC11在葡萄果实成熟后期糖分积累的过程中很可能承担了主要的运输作用。通过对8个不同品种中VvSUC11启动子的分析，我们发现，含糖量高的葡萄品种在-330bp区普遍缺失了含CAATATCT这个保守序列在内的约10个碱基。本项目的研究结果为揭示蔗糖转运蛋白基因家族在葡萄的果实成熟过程中的重要功能，以及培育和筛选优良的葡萄品系奠定了基础。