植物糖基轉(zhuǎn)移酶基因的分離方法及其生物學(xué)功能研究進(jìn)展

羅燕 劉小剛 周志欽

（西南大學(xué)園藝園林學(xué)院，重慶 400716）

植物糖基轉(zhuǎn)移酶基因的分離方法及其生物學(xué)功能研究進(jìn)展

羅燕 劉小剛 周志欽

（西南大學(xué)園藝園林學(xué)院，重慶 400716）

植物糖基轉(zhuǎn)移酶是植物體內(nèi)廣泛存在的一種進(jìn)行糖基化反應(yīng)的轉(zhuǎn)移酶，可以對糖、蛋白質(zhì)等受體化合物進(jìn)行糖基化修飾，從而改變其理化性質(zhì)，對植物的次生代謝和維持體內(nèi)激素穩(wěn)態(tài)等的生長發(fā)育以及對生物及非生物脅迫的響應(yīng)具有重要的意義。綜述了近幾年來植物糖基轉(zhuǎn)移酶研究方法及生物學(xué)功能的進(jìn)展情況，并對以后的研究熱點進(jìn)行了展望，旨為更多植物糖基轉(zhuǎn)移酶的鑒定及分離方法提供一定的借鑒，同時希望對該家族基因進(jìn)一步的功能分析有所幫助。

糖基轉(zhuǎn)移酶；轉(zhuǎn)錄組測序；全基因組分析；生物學(xué)功能；脅迫

糖基轉(zhuǎn)移酶是生物體內(nèi)廣泛存在的一種進(jìn)行糖基化反應(yīng)的轉(zhuǎn)移酶，它可以將核苷糖上的活性糖基轉(zhuǎn)移到糖、脂類、核酸、蛋白質(zhì)等化合物上，從而影響糖基受體的水溶性，改善其化學(xué)穩(wěn)定性和生物活性，同時維持自身代謝的平衡［1］。根據(jù)氨基酸序列的相似性和立體化學(xué)反應(yīng)，截至2016年3月，可以將糖基轉(zhuǎn)移酶基因分為98個家族［2］。其中以家族1的依賴于UDP的糖基轉(zhuǎn)移酶基因的研究最多。糖基轉(zhuǎn)移酶所能催化的底物種類很多，基本對植物所有的生理系統(tǒng)都能進(jìn)行一定程度的調(diào)控，對植物的生長發(fā)育及環(huán)境適應(yīng)起著非常重要的作用［3］，因此，對植物糖基轉(zhuǎn)移酶的研究引起了人們的廣泛關(guān)注。隨著新一代測序技術(shù)的發(fā)展，植物糖基轉(zhuǎn)移酶基因的鑒定及克隆方法發(fā)生了很大的改變，同時對

其生物學(xué)功能的研究也更加廣泛，故本文將從這兩個方面對植物糖基轉(zhuǎn)移酶近年來的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為今后植物糖基轉(zhuǎn)移酶基因的鑒定分離方法及其生物學(xué)功能的研究提供幫助。

1 植物糖基轉(zhuǎn)移酶鑒定方法的發(fā)展

以往對植物糖基轉(zhuǎn)移酶的鑒定和克隆研究，限于實驗技術(shù)手段水平，主要依靠生物化學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)的常規(guī)方法［4］，而隨著科技的發(fā)展，以二代測序技術(shù)為主的高通量測序技術(shù)逐漸被應(yīng)用于糖基轉(zhuǎn)移酶的鑒定，如全基因組分析、轉(zhuǎn)錄組測序等，這些技術(shù)的使用加速了不同物種中糖基轉(zhuǎn)移酶的系統(tǒng)性分析與鑒定，極大地豐富了糖基轉(zhuǎn)移酶的資源。

1.1 常規(guī)實驗方法

植物糖基轉(zhuǎn)移酶鑒定的常規(guī)方法主要有分子生物學(xué)和生物化學(xué)這兩種經(jīng)典的方法，主要應(yīng)用于尚未進(jìn)行全基因組測序的物種中，對這些物種中糖基轉(zhuǎn)移酶的鑒定對于糖基轉(zhuǎn)移酶資源的補(bǔ)充具有重要的意義。王黎等［5］利用RT-PCR技術(shù)首次從大紅袍（Citrus reticulate ‘Dahongpao’）中成功克隆了檸檬苦素葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因lgt，該基因編碼457個氨基酸殘基，含有糖基轉(zhuǎn)移酶特有的保守功能域，通過與其他植物的氨基酸序列比較發(fā)現(xiàn)該基因與其同屬植物的糖基轉(zhuǎn)移酶具有較高的相似性。王毅等［6］運用RT-PCR及RACE相結(jié)合的技術(shù)從七彩紅竹（Indosasa hispida McClure cv. Rainbow）的莖中克隆得到了全長的類黃酮-3-O-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因Ih3GT，系統(tǒng)進(jìn)化分析顯示，七彩紅竹3GT基因與其他禾本科植物的3GT聚類到同一個分支，并且Ih3GT在微紅的幼莖中大量表達(dá)，說明其表達(dá)具有組織特異性。王偉英等［7］采用同樣的兩種技術(shù)，從中國水仙（Narcissus tazetta. var. Chinensis）中分離克隆得到了1個葡糖基轉(zhuǎn)移酶基因，命名為NT3GT，其cDNA全長1 682 bp，包含有1個1 461 bp完整開放閱讀框架（ORF），編碼487個氨基酸殘基，具有Glyco_tranf_1 super family（糖基化轉(zhuǎn)移酶基因家族）蛋白保守區(qū)。根據(jù)同源比對，梁燕梅等［8］從川桑（Morus notabilis）基因組數(shù)據(jù)庫中鑒定出了類黃酮3-O-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因家族成員MaUFGT1、MaUFGT2 和MaUFGT3，表達(dá)模式分析表明，MaUFGT2的表達(dá)量在3個基因中是最高的，推測其是該基因家族的主效基因，MaUFGT2能夠催化UDP-葡萄糖轉(zhuǎn)移至槲皮素形成槲皮素3-β-D-葡萄糖苷，驗證了其具有糖基轉(zhuǎn)移酶的功能。

黎曉英等［9］根據(jù)已經(jīng)獲得的魚腥草（Houttuynia cordata Thunb.）UGT75C1轉(zhuǎn)錄本序列設(shè)計引物，采用RT-PCR的方法獲得UGT75C1基因的cDNA序列，表達(dá)模式分析發(fā)現(xiàn)，UGT75C1在魚腥草的葉片中表達(dá)豐度最高，其他器官中表達(dá)量相對較低，花中表達(dá)量最低，同時，該基因的原核表達(dá)產(chǎn)物與預(yù)期大小一致，顯示原核表達(dá)成功。Zhang等［10］利用同源克隆的方法，得到了水稻（Oryza sativa）中與擬南芥（Arabidopsis thaliana）葡糖醛酸木聚糖合成相關(guān)的基因IRX10同源的糖甲基轉(zhuǎn)移酶基因OsGT47，序列比對表明OsGT47A與IRX10具有93.49%的相似性，表達(dá)模式分析表明，OsGT47A在水稻莖里特異性表達(dá)，其過表達(dá)能恢復(fù)irx10 irx10L突變體細(xì)胞壁薄的表型，表明OsGT47A可能參與了水稻木聚糖的合成過程。Li等［11］從棉花（Gossypium spp.）cDNA文庫中篩選出兩個與棉花纖維細(xì)胞壁發(fā)育相關(guān)的木聚糖糖基轉(zhuǎn)移酶基因GhGT43A1和GhGT43C1，表達(dá)模式分析表明，GhGT43A1特異性的在開花后15-20 d的棉纖維中表達(dá)，GhGT43C1也在開花后15 d的棉花纖維中高表達(dá)，這兩個基因的過表達(dá)植株產(chǎn)生了更多的纖維素沉積，表明GhGT43A1和GhGT43C1在棉纖維的發(fā)育過程中可能參與了木聚糖的合成。

1.2 高通量測序技術(shù)

常規(guī)的實驗手段一次只能鑒定或克隆有限數(shù)量的糖基轉(zhuǎn)移酶基因，并且耗時較長，而對于已經(jīng)完成全基因組測序的物種而言，轉(zhuǎn)錄組測序和全基因組分析等高通量測序技術(shù)可一次性鑒定出一個或者幾個亞家族，甚至所有的疑似的糖基轉(zhuǎn)移酶基因，因此，越來越多的學(xué)者利用這種技術(shù)大規(guī)模的篩選植物糖基轉(zhuǎn)移酶家族的基因，這些高通量測序技術(shù)也主要應(yīng)用于已經(jīng)測序的物種。

Song等［12］通過全基因組分析，在草莓（Fragaria×ananassa Duch.）中鑒定出199個果實成熟相關(guān)的依賴于UDP的糖基轉(zhuǎn)移酶，這些糖基

轉(zhuǎn)移酶基因的表達(dá)水平在果實成熟階段被強(qiáng)烈上調(diào)，通過原核表達(dá)系統(tǒng)和酶促生化反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，只有UGT75T1顯示出非常嚴(yán)格的底物特異性，其他的重組酶表現(xiàn)出比較廣譜的底物結(jié)合活性，說明在果實成熟階段鑒定出的這些糖基轉(zhuǎn)移酶在植物的其他生命活動中也起著非常重要的功能。Huang等［13］同樣利用全基因組分析，在雷蒙德氏棉（Gossypium raimondii）、亞洲棉（Gossypium arboreum）和陸地棉（Gossypium hirsutum）中分別鑒定出了142、146和196個糖基轉(zhuǎn)移酶基因，所有的成員都含有糖基轉(zhuǎn)移酶所特有的由44個保守的氨基酸序列組成的基序，對這些基因家族成員的進(jìn)化和表達(dá)模式分析，為進(jìn)一步對UGT家族的克隆和功能分析打下了堅實的基礎(chǔ)。Dai等［14］利用轉(zhuǎn)錄組測序和轉(zhuǎn)錄組分析，鑒定出羅漢果（Siraitia grosvenorii）中參與羅漢果甜苷合成相關(guān)的三萜糖甲基轉(zhuǎn)移酶UGT74AC1，以及一個葫蘆二烯醇合成酶基因SgCbQ，并通過原核表達(dá)系統(tǒng)和體外生化分析證實了UGT74AC1蛋白特異性地將葡萄糖部分轉(zhuǎn)移到葫蘆素的c-3位的羥基，形成羅漢果甜苷。

Jung等［15］通過轉(zhuǎn)錄組測序，鑒定出了兩個人參（Panax ginseng C. A. Mey）皂苷合成相關(guān)的人參皂苷轉(zhuǎn)移酶基因PgUGT74AE2 和 PgUGT94Q2，將這個兩個基因以及人參達(dá)瑪烯二醇Ⅱ（DS）和原人參三醇合成酶（PPTS）同時轉(zhuǎn)入酵母細(xì)胞中，就會產(chǎn)生人參皂苷Rg3，說明了這兩個糖基轉(zhuǎn)移酶在人參皂苷合成過程中的重要性。Sharma等［16］利用轉(zhuǎn)錄組測序和表達(dá)序列標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，鑒定了96個UDP糖基轉(zhuǎn)移酶，并對它們的表達(dá)模式進(jìn)行了分析。其中，84個CaUGTs表達(dá)量很高，其他12個表達(dá)量很低，同時，利用底物專一性實驗比較了各成員的底物結(jié)合位點，顯示了在鷹嘴豆（Cicer arietinum）基因組中UDP糖基轉(zhuǎn)移酶的豐富性?；谔腔D(zhuǎn)移酶第一家族保守功能域，Li等［17］通過全基因組分析，在玉米（Zea mays L.）基因組中鑒定出147個該家族成員，通過進(jìn)化樹分析，將這147個糖基轉(zhuǎn)移酶劃為17類?；蛐酒蜔晒舛縋CR分析表明，玉米的糖基轉(zhuǎn)移酶基因在各個組織中廣泛表達(dá)，在生長和發(fā)育的過程中起著重要的作用。這對進(jìn)一步研究玉米中糖基轉(zhuǎn)移酶第一家族基因的功能分析奠定了基礎(chǔ)。

隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，測序成本將大幅度降低，越來越多的植物將被進(jìn)行全基因組測序。結(jié)合生物信息學(xué)的手段，更多測序物種中糖基轉(zhuǎn)移酶基因家族將被迅速鑒定出來，這將加速我們對于糖基轉(zhuǎn)移酶家族基因的功能分析。

2 植物糖基轉(zhuǎn)移酶生物學(xué)功能研究進(jìn)展

植物糖基轉(zhuǎn)移酶生物學(xué)功能的研究，主要是在擬南芥和苜蓿中進(jìn)行，更多的還是以擬南芥中為主，其他物種中報道較少，因此，對糖基轉(zhuǎn)移酶的生物學(xué)功能了解也較少。近年來，研究得比較多的生物學(xué)功能有參與植物次生代謝、維持體內(nèi)激素穩(wěn)態(tài)以及對生物和非生物脅迫的抗性等方面。

2.1 參與植物次生代謝調(diào)控

植物糖基轉(zhuǎn)移酶主要是對體內(nèi)存在的糖、蛋白質(zhì)等的各種化合物進(jìn)行糖基化修飾，廣泛參與植物次生代謝的調(diào)控。較早的研究糖基轉(zhuǎn)移酶參與植物次生代謝的是對花青素的代謝調(diào)控，Ogata等［18］發(fā)現(xiàn)，月季的糖基轉(zhuǎn)移酶RhGTI可以催化合成花青素5-O-糖苷，然后再產(chǎn)成花青素3，5-雙-O-糖苷，體外實驗表明，RhGTI重組蛋白可以將花青素或花青素5-O-糖苷作為受體進(jìn)行催化，但對花青素3-O-糖苷無顯著作用。Ishihara等［19］發(fā)現(xiàn)，類黃酮糖基轉(zhuǎn)移酶BGLU6是花青素糖基化相關(guān)的糖基轉(zhuǎn)移酶，與苯基丙酸類合成路徑中的很多基因共表達(dá)，該基因天然的單個位點突變或缺失引起了黃酮-3-O-龍膽雙糖甙7-O-鼠李糖苷（F3GG7R）含量的降低或消失，從而引起擬南芥中黃酮醇含量的差異。

2.2 維持體內(nèi)激素穩(wěn)態(tài)

植物的生長發(fā)育離不開生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯以及油菜素內(nèi)酯等激素的參與，這些激素的含量變化對于植物的生長狀態(tài)將產(chǎn)生非常精細(xì)的調(diào)控，而植物糖基轉(zhuǎn)移酶可以對這些激素合成途徑中的一些酶進(jìn)行糖基化修飾，影響植物體內(nèi)激素的含量，進(jìn)而對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生調(diào)節(jié)。ABA UDP糖基轉(zhuǎn)移酶在ABA的結(jié)合轉(zhuǎn)移通路中起著主要的作用，但之前的研究表明［20］，該基因?qū)τ坞x的ABA水平的調(diào)節(jié)只有邊緣效應(yīng)，但最近的報道顯示［21，22］，ABA的結(jié)合轉(zhuǎn)移通路在ABA穩(wěn)態(tài)

的過程中起著非常重要的作用。Dong等［23］通過對ABA UDP糖基轉(zhuǎn)移酶UGT71B6及其兩個同源基因UGT71B7 和 UGT71B8功能獲得和缺失突變體的研究表明，該基因在體內(nèi)ABA穩(wěn)態(tài)和對不同脅迫的反應(yīng)中起著關(guān)鍵的作用。Ahrazem等［24］將從藏紅花（Crocus sativus L.）雌蕊中克隆得到的糖基轉(zhuǎn)移酶UGT85U1、UGT85U2 和 UGT85V1轉(zhuǎn)化到擬南芥中，轉(zhuǎn)化植株對鹽及氧化脅迫的耐受力增強(qiáng)，代謝物檢測發(fā)現(xiàn)，吲哚類物質(zhì)的衍生物含量發(fā)生了變化，生長素的含量有所提高，同時，與根發(fā)育及生長素穩(wěn)態(tài)相關(guān)的基因，如CDKB2.1、CYCD6、PIN2和SHR等基因的表達(dá)水平顯著增加。

2.3 參與植物非生物脅迫

目前，對植物糖基轉(zhuǎn)移酶功能研究較多的方面就是其參與植物的非生物脅迫，這些非生物脅迫主要包括溫度脅迫和干旱、鹽脅迫，其中干旱脅迫往往與植物糖基轉(zhuǎn)移酶調(diào)控ABA的穩(wěn)態(tài)相關(guān)。賀曉嵐等［25］利用RACE 結(jié)合RT-PCR 的技術(shù)從大賴草中克隆到Lr-6-SFT基因，該基因編碼620個氨基酸，其推導(dǎo)氨基酸序列含有保守的果糖基轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域，是典型的GH32家族成員，其在煙草中的異源表達(dá)能夠提高煙草對干旱和寒冷脅迫的抗性。Mishra等［26］發(fā)現(xiàn)當(dāng)擬南芥處于42℃的高溫或-1℃的低溫條件下時，固醇類糖基轉(zhuǎn)移酶TTG15/ UGT80B1過表達(dá)的植株較野生型和該基因敲除的植株具有更強(qiáng)的耐受力，HPLC分析發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)植株中β-谷甾醇和谷甾醇糖苷的含量最高，因此，TTG15/UGT80B1的過表達(dá)使得擬南芥對高溫和低溫的適應(yīng)性增強(qiáng)。Li等［27］證明，第一家族煙酸鹽糖基轉(zhuǎn)移酶成員UGT74F2缺失突變體在各種非生物脅迫下的種子萌發(fā)率很低，而在互補(bǔ)植株中，其種子萌發(fā)率恢復(fù)正常，生化分析表明，UGT74F2對鹽酸鹽的糖基化能在擬南芥種子萌發(fā)階段減少鹽酸鹽的含量，從而減緩因煙酸鹽的過度積累而造成的傷害，隨后的進(jìn)化分析表明，擬南芥鹽酸鹽糖基轉(zhuǎn)移酶基因家族于近期起源于十字花科，能夠為植物提供更好的適應(yīng)性。Zhang等［28］的研究發(fā)現(xiàn)，吲哚-3-丁酸糖基轉(zhuǎn)移酶UGT75D1特異地在萌發(fā)種子中表達(dá)，并受甘露醇、鹽和ABA的誘導(dǎo)，UGT75D1過表達(dá)植株的胚芽鞘減小，胚芽鞘表皮細(xì)胞也減小，其種子在萌發(fā)過程中，對滲透壓和鹽脅迫的耐受性增強(qiáng)，萌發(fā)率升高。進(jìn)一步的研究表明，UGT75D1在植物早期發(fā)育過程中，同時介導(dǎo)了胚芽鞘的發(fā)育和對脅迫的適應(yīng)。

2.4 參與植物生物脅迫

糖基轉(zhuǎn)移酶參與植物生物脅迫以在擬南芥中的研究居多，主要側(cè)重于擬南芥的抗病，并且當(dāng)前的研究表明其參與擬南芥抗病過程也與調(diào)控水楊酸的含量有關(guān)［29，30］。擬南芥糖基轉(zhuǎn)移酶基因UGT76B1功能缺失突變體對活體營養(yǎng)型細(xì)菌丁香假單胞Pseudomonas syringae D3000表現(xiàn)出抗病的表型，而對死體營養(yǎng)型細(xì)菌Alternaria brassicicola表現(xiàn)出感病的表型。UGT76B1衰減了水楊酸介導(dǎo)的抗病反應(yīng)，促進(jìn)了茉莉酸介導(dǎo)的抗病反應(yīng)，說明糖基轉(zhuǎn)移酶在水楊酸與茉莉酸信號通路的對話中起到了非常重要的作用［29］。另一個糖基轉(zhuǎn)移酶基因UGT74E2，其功能缺失突變體對丁香假單胞細(xì)菌的生理小種Psuedomonas syringae pv. tomato DC3000的抗病性增強(qiáng)，同時其系統(tǒng)性抗性也增強(qiáng)，而植物的系統(tǒng)性抗性與水楊酸相關(guān)［30］。Noutoshi等［31］發(fā)現(xiàn)，當(dāng)利用他們篩選得到的化合物處理擬南芥組織培養(yǎng)的細(xì)胞時，細(xì)胞中的水楊酸含量增加，但是與水楊酸代謝過程中相關(guān)的糖基轉(zhuǎn)移酶修飾的化合物水楊酸-O-β-D-糖苷的含量降低，進(jìn)而導(dǎo)致了組織培養(yǎng)細(xì)胞的抗病性增強(qiáng)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，這些化合物抑制了兩個目前未知的水楊酸糖基轉(zhuǎn)移酶基因的表達(dá)。

3 展望

糖基轉(zhuǎn)移酶在植物生長發(fā)育和與環(huán)境互作中扮演著非常重要的角色，對該基因家族的研究將引起人們越來越多的關(guān)注。我們認(rèn)為以下幾個方面將成為糖基轉(zhuǎn)移酶以后的研究熱點。

（1）植物糖基轉(zhuǎn)移酶的底物研究。越來越多的糖基轉(zhuǎn)移酶將被借助高通量測序的手段鑒定出來，但這些糖基轉(zhuǎn)移酶在植物體內(nèi)是如何起作用的，要搞清楚這個問題，我們首先要清楚每個糖基轉(zhuǎn)移酶的底物是什么，其轉(zhuǎn)移酶活性有沒有底物特異性。（2）植物糖基轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)方面的研究。糖基轉(zhuǎn)移酶的轉(zhuǎn)移糖基的能力與其蛋白結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，那從分子或原子水平解析其結(jié)構(gòu)將會加深我們對其功能的理解。

（3）植物糖基轉(zhuǎn)移酶與重要園藝、農(nóng)藝性狀相關(guān)的生物學(xué)功能方面的研究，如糖基轉(zhuǎn)移酶在作物抗逆抗病方面的響應(yīng)。

［1］Weis M, Lim EK, Bruce NC, et al. Engineering and kinetic characterization of two glucosyltransferases from Arabidopsis thaliana［J］. Biochimie, 2008, 90：830-834.

［2］Buettner FF, Ashikov A, Tiemann B, et al. C. elegans DPY-19 is a C-mannosyltransferase glycosylating thrombospondin repeats［J］. Mol Cell, 2013, 50：295-302.

［3］尹恒, 王文霞, 趙小明, 等. 植物糖生物學(xué)研究進(jìn)展［J］. 植物學(xué)報, 2010, 45（5）：521-529.

［4］王軍, 侯丙凱. 植物小分子化合物的糖基化與糖基轉(zhuǎn)移酶植物［J］. 生理學(xué)通訊, 2008, 44（5）：997-1003.

［5］ 王黎, 羅靜, 裴瑾, 等. 橘核檸檬苦素葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因（lgt）的克隆與表達(dá)分析［J］. 中藥材, 2015, 38（12）：2493-2496.

［6］王毅, 王晨晨, 周旭, 等. 七彩紅中竹類黃酮-3-O-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因的克隆及功能分析［J］. 廣西植物, 2015, 35（2）：244 -249.

［7］王偉英, 李海明, 戴藝民, 等．中國水仙類黃酮3-氧-葡糖基轉(zhuǎn)移酶基因的克隆與序列分析［J］．福建農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2005, 30（6）：577-581.

［8］梁燕梅, 朱攀攀, 李軍, 等. 桑樹類黃酮 3-O-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因的鑒定及主效基因功能分析［J］. 園藝學(xué)報, 2015, 42（10）：1919-1930.

［9］黎曉英, 伍賢進(jìn), 姚元枝, 等. 魚腥草糖基轉(zhuǎn)移酶基因UGT75C1 的克隆及原核表達(dá)［J］. 園藝學(xué)報, 2015, 42（11）：2299-2305.

［10］Zhang B, Zhao T, Yu W, et al. Functional conservation of the glycosyltransferase gene GT47A in the monocot rice［J］. J Plant Res, 2014, 127（3）：423-432.

［11］ Li L, Huang J, Qin L, et al. Two cotton fiber-associated glycosyltransferases, GhGT43A1 and GhGT43C1, function in hemicellulose glucuronoxylan biosynthesis during plant development［J］. Physiol Plant, 2014, 152（2）：367-379.

［12］Song C, Gu L, Liu J, et al. Functional characterization and substrate promiscuity of UGT71 glycosyltransferases from strawberry（Fragaria×ananassa）［J］. Plant Cell Physiol, 2015, 56（12）：2478-2493.

［13］Huang J, Pang C, Fan S, et al. Genome-wide analysis of the family 1 glycosyltransferases in cotton［J］. Mol Genet Genomics, 2015, 290（5）：1805-1818.

［14］Dai L, Liu C, Zhu Y, et al. Functional characterization of cucurbitadienol synthase and triterpene glycosyltransferase involved in biosynthesis of mogrosides from Siraitia grosvenorii［J］. Plant Cell Physiol, 2015, 56（6）：1172-1182.

［15］ Jung SC, Kim W, Park SC, et al. Two ginseng UDP-glycosyltransferases synthesize ginsenoside Rg3 and Rd［J］. Plant Cell Physiol, 2014, 55（12）：2177-2188.

［16］Sharma R, Rawat V, Surrsh CG. Genome-wide identification and tissue-specific expression analysis of UDP-glycosyltransferases genes confirm their abundance in Cicer arietinum（Chickpea）genome［J］. PLoS One, 2014, 9（10）：e109715.

［17］Li Y, Li P, Wang Y, et al. Genome-wide identification and phylogenetic analysis of Family-1 UDP glycosyltransferases in maize（Zea mays）［J］. Planta, 2014, 239（6）：1265-1279.

［18］Ogata J, Kanno Y, Itoh Y, et al. Anthocyanin biosynthesis in roses［J］. Nature, 2005, 435（7043）：757-758.

［19］Ishihara H, Touge T, Viehover P. Natural variation in flavonol accumulation in Arabidopsis is determined by the flavonol glucosyltransferase BGLU6［J］. J Exp Bot, 2016, 67（5）：1505-1517.

［20］Priest DM, Ambrose SJ, Vaistij FE, et al. Use of the glucosyltransferase UGT71B6 to disturb abscisic acid homeostasis in Arabidopsis thaliana［J］. Plant J, 2006, 46：492-502.

［21］Seo M, Koshiba T. Complex regulation of ABA biosynthesis in plants［J］. Trends Plant Sci, 2002, 7：41-48.

［22］Lee KH, Piao HL, Kim HY, et al. Activation of glucosidase via stress-induced polymerization rapidly increases active pools of abscisic acid［J］. Cell, 2006, 126：1109-1120.

［23］Dong T, Hwang I. Contribution of ABA UDP-glucosyltransferases in coordination of ABA biosynthesis and catabolism for ABA homeostasis［J］. Plant Signal Behav, 2014, 9（7）：e28888.

［24］Ahrazem O, Rubio-Moragaa A, Trapero-Mozos A, et al. Ectopic expression of a stress-inducible glycosyltransferase from saffron enhances salt and oxidative stress tolerance in Arabidopsis while alters anchor root formation［J］. Plant Sci, 2015, 234：60-73.

［25］賀曉嵐, 王建偉, 李文旭, 等. 大賴草6-SFT基因的克隆及其

轉(zhuǎn)基因煙草抗旱和抗寒性分析［J］. 作物學(xué)報, 2016, 42（3）：389-398.

［26］ Mishra MK, Singh G, Tiwari S, et al. Characterization of Arabidopsis sterol glycosyltransferase TTG15/UGT80B1 role during freeze and heat stress［J］. Plant Signal Behav, 2015, 10（12）：e1075682.

［27］Li W, Zhang F, Chang Y, et al. Nicotinate O-glucosylation is an evolutionarily metabolic trait important for seed germination under stress conditions in Arabidopsis thaliana［J］. Plant Cell, 2015, 27（7）：1907-1924.

［28］ Zhang GZ, Jin SH, Jiang XY, et al. Ectopic expression of UGT75D1, a glycosyltransferase preferring indole-3-butyric acid, modulates cotyledon development and stress tolerance in seed germination of Arabidopsis thaliana［J］. Plant Mol Biol, 2016, 90（1-2）：77-93.

［29］von Saint Paul V, Zhang W, Kanawati B, et al. The Arabidopsis glucosyltransferase UGT76B1 conjugates isoleucic acid and modulates plant defense and senescence［J］. Plant Cell, 2011, 23（11）：4124-4145.

［30］Park HJ, Kwon CS, Woo JY, et al. Suppression of UDP-glycosyltransferase-coding Arabidopsis thaliana UGT74E2 gene expression leads to increased resistance to Psuedomonas syringae pv. tomat DC3000 infection［J］. Plant Pathol J, 2011, 27（2）：170-182, 292.

［31］Noutoshi Y, Okazaki M, Kida T, et al. Novel plant immune-priming compounds identified via high-throughput chemical screening target salicylic acid glucosyltransferases in Arabidopsis［J］. Plant Cell, 2012, 24（9）：3795-3804.

（責(zé)任編輯 狄艷紅）

Research Progress on Methods for Isolating the Gene of Plant Glycosyltransferase，and Its Biological Functions

LUO Yan LIU Xiao-gang ZHOU Zhi-qin
（School of Horticulture and Landscape，Southwest University，Chongqing 400716）

Plant glycosyltransferases widely exist in plant for glycosylation reaction，and they could modify receptor chemicals，such as sugar and proteins，by glycosylation to change their physical and chemical properties，which is of significance for the growth and development of plant secondary metabolism and hormonal homeostasis maintenance，as well as responses to biotic and abiotic stresses. Here，we reviewed the research progress on the methods and biological functions of plant glycosyltransferase，and predicted the research focus of it in the future；aiming at providing some

for the identification and isolation of more plant glycosyltransferase genes，and assisting the further functional analysis of this gene family.

glycosyltransferase；transcriptome sequencing；whole genome analysis；biological function；stress

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.12.007

2016-02-26

基于DNA條形碼和基因芯片技術(shù)的柑橘物種鑒定與分類研究（31171930）

羅燕，女，碩士，研究方向：柑橘類黃酮生物合成代謝；E-mail：wodeaily7@163.com

周志欽，男，博士，教授，研究方向：園藝植物資源、分類與分子進(jìn)化；E-mail：zqzhou2013@swu.edu.cn