茶樹蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SUTs）基因家族鑒定及組織表達(dá)分析

摘要：蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SUTs）是蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)的主要載體，其運(yùn)輸、裝載蔗糖需要消耗能量，在植物光合產(chǎn)物從源到庫的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中起關(guān)鍵作用。從茶樹品種舒茶早中鑒定獲得7個(gè)CsSUTs家族成員，對其理化性質(zhì)、基因結(jié)構(gòu)、亞細(xì)胞定位、進(jìn)化關(guān)系、順式作用元件等展開生物信息學(xué)分析。CsSUTs家族蛋白含有一個(gè)保守MFS-2結(jié)構(gòu)域，且與擬南芥AtSUCs蛋白的親緣關(guān)系較近，茶樹CsSUTs蛋白被聚類在SUTⅠ、Ⅱ和Ⅳ；在STRING在線網(wǎng)站中以擬南芥AtSUCs為模型，推測茶樹CsSUTs蛋白與SWEET、SUS、STP蛋白可能存在直接的相互作用關(guān)系。對茶樹CsSUTs家族基因的啟動(dòng)子區(qū)域進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中存在大量與激素響應(yīng)、非生物脅迫，以及植物生長發(fā)育相關(guān)的順式作用元件，推測這些啟動(dòng)子可能受到植物激素、逆境等多種因素的調(diào)控，從而影響茶樹的生長和發(fā)育過程。CsSUTs家族基因在龍井43和舒茶早中的表達(dá)模式存在差異，CsSUT6在茶樹花中特異性高表達(dá)，推測其可能在花器官蔗糖供給、貯藏和分配中發(fā)揮重要作用；CsSUT1和CsSUT5在茶樹各個(gè)器官中均有表達(dá)，表明其可能協(xié)同參與蔗糖在“源”葉的裝載和“庫”器官卸載等過程。

關(guān)鍵詞：茶樹；蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白；啟動(dòng)子分析；組織特異性；生物信息學(xué)分析

中圖分類號：S571.1；Q946.91⁺2 """"""""""""""文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""""""""""""""文章編號：1000-369X（2024）04-585-13

Identification and Tissue Expression Analysis of Sucrose Transporter （SUT） Gene Family in Camellia sinensis

LUO Wei¹， ZHANG Jiaqi²， YANG Ni¹， HU Zhihang¹， HAO Jiannan¹， LIU Hui²，TAN Shanshan²， ZHUANG Jing^1*

1. Ministry of Agriculture and Rural Affair Key Laboratory of Biology and Germplasm Enhancement of Horticultural Crops in East China，"Tea Research Institution， College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing"210095， China; 2. State Key Laboratory of Crop Genetics amp; Germplasm Enhancement and Utilization， Nanjing Agricultural University， Nanjing"210095， China

Abstract：Sucrose transporters （SUTs）， the main sucrose carriers， consume energy to transport and load sucrose， which play a key role in the transport of plant photosynthetic products from source to sink. In this study， seven members of CsSUTs"family were identified from Camellia sinensis ‘Shuchazao’ by bioinformatics analysis. Their physical and chemical properties， gene structure， subcellular localization， evolutionary relationship and cis-acting elements were analyzed. The identified CsSUT proteins， containing a conserved MFS-2 domain， are closely related to AtSUC proteins"in"Arabidopsis"thaliana， which are clustered in SUTⅠ， Ⅱ and Ⅳ. AtSUC"proteins"of"Arabidopsis thaliana"were"used as a model in the STRING online website to speculate that there might be a direct interaction between CsSUT proteins and SWEET， SUS and STP proteins."Analysis of the promoter regions of the CsSUT"family genes"in tea plants reveals that there were masses of cis-acting elements related to hormone response， abiotic stress，"and plant growth and development. It"is speculated that these promoters may be regulated by plant hormones， stress and other factors， thus affecting the growth and development of tea plants. There were differences in the expression patterns of CsSUT"family genes"in"C. sinensis ‘Longjing 43’ and C. sinensis ‘Shuchazao’. CsSUT6"was"highly expressed in flowers， suggesting that it may contribute to the supply， storage and distribution of sucrose in floral organs. CsSUT1 and"CsSUT5 were highly expressed in various organs of tea plants， indicating that they may synergistically participate in the process of sucrose loading in ‘ source’ leaves and unloading in ‘sink’ organs.

Keywords：Camellia sinensis， sucrose transporters， promoter analysis， tissue specificity， bioinformatics analysis

茶樹[Camellia sinensis"（L.） O. Kuntze]是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的葉用作物，在世界各地廣泛種植^[1]。糖是茶樹光合作用的初始產(chǎn)物，多酚類則是糖分解轉(zhuǎn)化的二級代謝產(chǎn)物；糖類隨著芽葉成熟老化而增加，與茶樹鮮葉嫩度呈負(fù)相關(guān)，多酚類是茶葉中具有保健功能的主要化學(xué)成分，兩者是影響茶葉品質(zhì)的重要物質(zhì)^[2]。植物體的可溶性糖主要是果糖、葡萄糖和蔗糖等糖類化合物，其在機(jī)體的分布影響生物量的構(gòu)成，對植物產(chǎn)量起重要作用^[3]。蔗糖作為光合作用的主要產(chǎn)物，其運(yùn)輸和分配與作物的產(chǎn)量和品質(zhì)息息相關(guān)^[4-5]。蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Sucrose transporters，SUTs）是一類廣泛存在于高等植物體內(nèi)的跨膜結(jié)合蛋白，其疏水性較強(qiáng)，能幫助蔗糖進(jìn)行跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)，屬于易化擴(kuò)散載體家族（Major facilitator superfamily，MFS）^[6]。研究表明，SUTs蛋白通過其在“源”組織韌皮部中的蔗糖裝載、“庫”細(xì)胞中的蔗糖攝取以及蔗糖儲(chǔ)存于特定組織中的功能，對植物的生長發(fā)育等發(fā)揮重要作用^[7]。SUTs家族主要分為5個(gè)亞類（SUT Ⅰ～Ⅴ），有雙子葉植物SUT（Ⅰ）、單子葉植物SUT（Ⅲ、Ⅴ）以及由單子葉植物和雙子葉植物共同聚集形成的兩種不同類型的SUT（Ⅱ、Ⅳ）^[8]。目前，已在擬南芥（Arabidopsis thaliana）^[9]、水稻（Oryza sativa）^[10]、梨（Pyrus bretschneideri）^[11]、小麥（Triticum aestivum）^[12]、西瓜（Citrullus lanatus）^[13]等物種中完成了SUTs基因家族的鑒定工作。

植物SUTs家族成員參與花粉萌發(fā)^[14]、果實(shí)成熟^[15]和乙烯生物合成^[16]等眾多生長發(fā)育過程，尤其在果實(shí)發(fā)育的過程中發(fā)揮十分重要的作用^[17-19]。研究發(fā)現(xiàn)，水稻OsSUT4突變體植株的每穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率降低，導(dǎo)致產(chǎn)量降低^[20]。將擬南芥AtSUT2基因在水稻中過量表達(dá)，能提高水稻籽粒中的蔗糖負(fù)荷、籽粒變大，產(chǎn)量提高^[21]。楊樹PtaSUT4基因通過介導(dǎo)蔗糖的分配來響應(yīng)庫發(fā)育需求和植物水分吸收狀況，RNAi-PtaSUT4轉(zhuǎn)基因植物在急性短期干旱脅迫下表現(xiàn)出吸水率降低和萎蔫延遲^[22]。擬南芥中AtSUC2和AtSUC4的缺失會(huì)導(dǎo)致源葉中蔗糖的積累、根中蔗糖含量降低，嚴(yán)重影響其生長發(fā)育；同時(shí)對非生物逆境和ABA處理敏感^[23]。

品質(zhì)好、抗性強(qiáng)的茶樹品種資源一直是茶葉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提，SUTs基因家族參與植物的生長發(fā)育及逆境脅迫響應(yīng)；因此，研究茶樹CsSUTs基因家族如何調(diào)控茶樹生長發(fā)育和茶葉品質(zhì)形成具有重要意義。目前，在茶樹中系統(tǒng)分析CsSUTs基因家族的報(bào)道很少，為了探究蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在茶樹中的表達(dá)特征，本研究對茶樹蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CsSUTs基因家族進(jìn)行鑒定，分析其生物信息學(xué)特征和在不同組織中的表達(dá)水平，為解析茶樹蔗糖的轉(zhuǎn)運(yùn)及儲(chǔ)存奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以兩年生龍井43（C. sinensis"cv. ‘Longjing 43’）、舒茶早（C. sinensis"cv. ‘Shuchazao’）茶樹扦插苗為試驗(yàn)材料，選取長勢良好、狀態(tài)一致的幼苗，種植于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉科學(xué)研究所光照培養(yǎng)箱，設(shè)置晝夜溫度為25 ℃/18 ℃、光周期為12L∶12D、光照強(qiáng)度為240 μmol·m^-2·s^-1、濕度保持在（70±10）%。將兩個(gè)茶樹品種的組織分別取樣（根、莖、葉、花），置于液氮冷凍后保存于﹣80 ℃冰箱。

1.2 總RNA的提取及cDNA的合成

使用植物總RNA提取試劑盒（RNA simple total RNA Kit，北京，中國）提取茶樹組織總RNA，再使用超微量紫外分光光度計(jì)（Nanodrop ND-1000，美國）測定樣品的RNA濃度；利用反轉(zhuǎn)錄試劑盒（TOLOBIO，安徽，中國）進(jìn)行RNA反轉(zhuǎn)錄，反應(yīng)體系和操作步驟參照對應(yīng)的試劑盒。

1.3"茶樹CsSUTs基因家族成員的鑒定

茶樹蛋白質(zhì)序列從TPGD（http：//tpdb.shengxin.ren/index.html）下載，并構(gòu)建本地?cái)?shù)據(jù)庫。參考晁毛妮等^[24]的方法，從TAIR 10數(shù)據(jù)庫獲取擬南芥AtSUCs蛋白的氨基酸序列作為問詢序列，在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行Blastp檢索，設(shè)置閾值為1e^-20，可初步分析出茶樹CsSUTs基因家族候選成員；再利用Pfam數(shù)據(jù)庫對候選CsSUTs基因進(jìn)行MFS-2（PF13347）結(jié)構(gòu)域驗(yàn)證，最終獲得茶樹CsSUTs家族基因成員。

1.4"蛋白質(zhì)理化性質(zhì)和亞細(xì)胞定位預(yù)測

使用ExPASy網(wǎng)站（http：//web. expasy.org/protparam）預(yù)測茶樹CsSUTs蛋白的等電點(diǎn)（pI）和分子量（Mw）。參考晁毛妮等^[24]的方法，采用在線軟件TMHMM Server v."2.0 （www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM）對其跨膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；利用SoftBerry ProtComp 9.0網(wǎng)站（http：//linux1.softberry.com/berry.phtml）預(yù)測茶樹CsSUTs蛋白的亞細(xì)胞定位。

1.5"系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建和蛋白互作分析

利用ClustalX軟件對水稻OsSUTs、擬南芥AtSUCs和茶樹舒茶早CsSUTs進(jìn)行氨基酸序列比對，參照壽偉松等^[13]的方法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，空位缺失數(shù)據(jù)的處理為pairwise deletion。以擬南芥AtSUCs蛋白為模型，利用STRING在線網(wǎng)站（https：//string-db.org/cgi）預(yù)測CsSUTs蛋白潛在的互作關(guān)系。

1.6"基因結(jié)構(gòu)和蛋白結(jié)構(gòu)分析

從TPGD下載gff3文件，提取基因信息，在GSDS網(wǎng)站上繪制茶樹CsSUTs基因結(jié)構(gòu)（http：//gsds.cbi.pku.edu.cn）。用MEME在線網(wǎng)站（http：//meme-suite.org/tools/meme）對CsSUTs蛋白序列中的保守基序展開分析。利用SOPMA（https：//npsa-prabi.ibcp.fr）和Swiss-Model在線網(wǎng)站（http：//www.swissmodel.expasy.org）分別對茶樹CsSUTs蛋白的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測。

1.7"基因表達(dá)分析

使用Primer 5.0（Premier，加拿大）軟件設(shè)計(jì)茶樹CsSUTs家族基因熒光定量檢測引物（表1）。以CsGAPDH（登錄號GE651107）作為內(nèi)參基因^[25]。RT-qPCR反應(yīng)體系參照ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix試劑盒（Vazyme，南京，中國），基因相對表達(dá)量計(jì)算采用法^[26]。

1.8"基因啟動(dòng)子區(qū)順式作用元件分析

以茶樹舒茶早基因組為參考，利用TBtools軟件提取茶樹CsSUTs基因的啟動(dòng)子序列（翻譯起始位點(diǎn)上游2 000 bp），并使用PlantCARE在線網(wǎng)站（http：//bioinformatics. psb.ugent）預(yù)測順式作用元件。

1.9"數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，使用Prism 8.0.2（GraphPad，美國）繪制統(tǒng)計(jì)圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹CsSUTs基因家族成員鑒定

以擬南芥AtSUCs蛋白序列為問詢序列，通過對茶樹舒茶早基因組進(jìn)行Blastp檢索，以及保守結(jié)構(gòu)域分析，共鑒定得到7個(gè)CsSUTs家族成員，根據(jù)其染色體位置命名為CsSUT1～CsSUT7（表2）。蛋白質(zhì)理化性質(zhì)分析結(jié)果顯示，其編碼433～605個(gè)氨基酸，預(yù)測分子量（Mw）在47.07～65.08 kDa，等電點(diǎn)（pI）為5.42～9.43，其中CsSUT4（5.42）、CsSUT7（6.06）蛋白pI值小于7，呈弱酸性；其余蛋白pI值均大于7，為典型的堿性蛋白。CsSUTs蛋白親水性指數(shù)（Grand average of hydropathicity，GRAVY）在0.337～0.630，CsSUT2蛋白疏水性最強(qiáng)。

2.2 茶樹CsSUTs蛋白跨膜結(jié)構(gòu)分析

跨膜結(jié)構(gòu)分析表明，茶樹CsSUTs蛋白具有10個(gè)或12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，其中CsSUT3和CsSUT4蛋白具有10個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，其余CsSUTs蛋白均有12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域（圖1）。亞細(xì)胞定位預(yù)測顯示，茶樹CsSUTs蛋白均定位于質(zhì)膜（表2），該結(jié)果與其作為跨膜結(jié)合蛋白的功能相一致。

2.3 茶樹CsSUTs蛋白系統(tǒng)發(fā)育分析和互作蛋白分析

為了進(jìn)一步研究茶樹CsSUTs蛋白的進(jìn)化關(guān)系，利用擬南芥、水稻和茶樹SUTs蛋白構(gòu)建進(jìn)化樹。聚類分析結(jié)果表明，SUTs被分為5個(gè)亞族，在亞族Ⅰ的成員最多（12個(gè)），亞族Ⅴ中的成員最少（僅包含OsSUT5）。茶樹CsSUTs蛋白主要聚集在亞族Ⅰ（CsSUT2～CsSUT6），以及亞族Ⅱ（CsSUT7）和亞族Ⅳ（CsSUT1）（圖2）。

利用STRING在線網(wǎng)站，以擬南芥AtSUCs（AtSUC1～AtSUC5）為參考，進(jìn)行CsSUTs潛在的互作蛋白預(yù)測，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系將二者進(jìn)行對應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，茶樹CsSUTs蛋白與糖外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Sugars will eventually be exported transporters，SWEET）、蔗糖合酶（Sucrose synthase，SUS）、糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Sugar transporter protein，STP）關(guān)系較直接，與其糖轉(zhuǎn)運(yùn)功能一致（圖3）。另外，MSSP1、F12L6.16與其他蛋白關(guān)系較為密切，可能共同參與植物病害脅迫響應(yīng)。根據(jù)擬南芥SUCs蛋白與茶樹CsSUTs蛋白的進(jìn)化關(guān)系，SUC1/5與CsSUT6，SUC2與CsSUT5，SUC3與CsSUT7，SUC4

與CsSUT1親緣關(guān)系近。

2.4 茶樹CsSUTs基因結(jié)構(gòu)和蛋白結(jié)構(gòu)分析

CsSUTs基因結(jié)構(gòu)顯示（圖4A），該成員含有1～14個(gè)外顯子，內(nèi)含子數(shù)為0～13。其中，CsSUT3不含內(nèi)含子，CsSUT7外顯子和內(nèi)含子數(shù)目最多；CsSUT4基因全長為26 150 bp，含有1個(gè)最長的內(nèi)含子（23 846 bp）。利用MEME網(wǎng)站在線分析CsSUTs蛋白保守基序，結(jié)果如圖4B所示，CsSUTs蛋白含有4個(gè)保守motif。

蛋白質(zhì)二級、三級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果表明，CsSUTs蛋白均含有α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲和延伸鏈（表3，圖5）。其中，α-螺旋和無規(guī)則卷曲是CsSUTs蛋白中的主要結(jié)構(gòu)，分別占比35.54%～48.27%、32.86%～42.48%。β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲占比最高的是CsSUT7蛋白，其無規(guī)則卷曲占比高于α-螺旋。而其他蛋白二級結(jié)構(gòu)占比為α-螺旋gt;無規(guī)則卷曲gt;延

伸鏈gt;β-轉(zhuǎn)角。Swiss-Model網(wǎng)站預(yù)測的CsSUTs蛋白結(jié)構(gòu)與模板覆蓋度大于80%，MolProbity Score約為1.0，GMQE（Global model quality estimate）值除CsSUT7（0.75）外，其余蛋白均大于0.84。用Ramachandran在線對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估，允許區(qū)域范圍內(nèi)的氨基酸位點(diǎn)在93.52%～97.10%，說明預(yù)測結(jié)構(gòu)模型可信。

2.5 茶樹CsSUTs基因表達(dá)特性分析

RT-qPCR結(jié)果顯示，CsSUTs基因在龍井43和舒茶早各器官表達(dá)模式上存在差異（圖6）。

CsSUT1在龍井43花中的表達(dá)量顯著高于其他器官（圖6A）；CsSUT2～CsSUT4主要在花中表達(dá)（圖6B～圖6D）；CsSUT5在葉中的表達(dá)量顯著高于“庫”器官，在龍井43成熟葉中高表達(dá)，在舒茶早老葉中表達(dá)量高（圖6E）。CsSUT6在花中表達(dá)量高于其他器官，在龍井43花中的表達(dá)顯著高于舒茶早花中的表達(dá)（圖6F）；CsSUT7在舒茶早中的表達(dá)量顯著高于龍井43組織中的表達(dá)量（圖6G）。CsSUTs基因在茶樹各器官中存在不同的表達(dá)模式。CsSUT1、CsSUT5和CsSUT6在茶樹各個(gè)器官中均有表達(dá)，推測可能協(xié)同參與蔗糖在“源”葉中的裝載和在“庫”器官卸載等過程；其中CsSUT5在“源”葉中表達(dá)量更高，可能在葉片中發(fā)揮較重要作用；而CsSUT6在花器官中的表達(dá)量高，推測該成員可能在茶樹花器官蔗糖的供給和貯藏階段發(fā)揮作用。另外，CsSUT1～CsSUT4在茶樹花器官中高表達(dá)，推測其協(xié)同CsSUT6參與花中蔗糖的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。CsSUT7在龍井43和舒茶早中的表達(dá)存在差異，推測其在不同茶樹材料中的功能具有差異性。

2.6 茶樹CsSUTs基因啟動(dòng)子區(qū)順式作用元件分析

對茶樹CsSUTs基因家族成員啟動(dòng)子進(jìn)行順式作用元件分析（圖7）。結(jié)果顯示，該啟動(dòng)子區(qū)域包含植物生長發(fā)育、非生物和生物脅迫以及激素響應(yīng)的元件。其中，包含大量的光響應(yīng)相關(guān)元件（Box4、G-box、GATA-motif、I-box、ATCT-"motif、GT1-"motif、TCT-"motif），少量的分生組織表達(dá)調(diào)控元件（CAT-box）、抗病和脅迫誘導(dǎo)元件（TC-rich repeats）、對受傷及病原體應(yīng)答元件（WUN-motif）。對激素類響應(yīng)元件進(jìn)行分析，其中，茉莉酸甲酯響應(yīng)元件（CGTCA-motif、TGACG-motif）最多，共計(jì)30個(gè)；脫落酸響應(yīng)元件（ABRE）、乙烯響應(yīng)元件（RE）、水楊酸響應(yīng)元件（TCA-element、as-1）、赤霉素響應(yīng)元件（CARE、P-box、TATC-box）和生長素響應(yīng)元件（TGA-element）分別有14、13、22、14、2個(gè)。

3 討論

植物SUTs蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域含有12個(gè)α-螺旋，能在胞質(zhì)內(nèi)形成一個(gè)大的親水胞質(zhì)環(huán)，蛋白被分為前半?yún)^(qū)和后半?yún)^(qū)^[6]，屬于依賴能量的質(zhì)子耦合同向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白^[27]。茶樹CsSUTs蛋白具有多樣性，CsSUT3/4屬于SUTⅠ亞族，跨膜結(jié)構(gòu)比其他CsSUTs蛋白少2個(gè)；大部分高等植物SUTs蛋白的pI值大于7呈弱堿性，而西瓜^[13]、茶樹和茄科作物^[28]SUTs部分蛋白呈弱酸性。茶樹中的CsSUTs成員分工明確，在茶樹的各個(gè)組織中都存在表達(dá)量高的基因。在花器官中，CsSUT1～CsSUT4以及CsSUT6高表達(dá)，說明其可能參與花器官蔗糖的供給、貯藏過程；CsSUT1和OsSUT2都屬于SUTⅣ亞族，CsSUT1的表達(dá)特征與該亞族重點(diǎn)在庫器官內(nèi)表達(dá)有差異^[29]。

本研究鑒定的茶樹CsSUTs基因家族成員有1個(gè)保守MFS-2結(jié)構(gòu)域，在龍井43和舒茶早中的表達(dá)量存在差異。岳川^[30]的研究表明茶樹CsSUTs基因表達(dá)存在組織特異性。在高等植物中，光合作用產(chǎn)生的蔗糖能代謝成己糖（葡萄糖和果糖），而己糖是合成纖維素、蛋白質(zhì)和淀粉所必需的^[31]。過表達(dá)慈竹DfSUT4基因的煙草植株地上部分生物量增加，能促進(jìn)花和種子的發(fā)育^[32]。柑橘采前水分虧缺處理誘導(dǎo)CsABF3激活CsSUT1基因的表達(dá)，促進(jìn)果實(shí)中糖（蔗糖、果糖和葡萄糖）的積累，從而提高柑橘的品質(zhì)^[33]。番茄蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SlSUT4可以通過調(diào)控赤霉素的生物合成參與開花調(diào)控^[34]。生長素轉(zhuǎn)錄因子OsARF2 通過直接結(jié)合OsSUT1基因啟動(dòng)子中的糖響應(yīng)元件（SuRE），調(diào)節(jié)OsSUT1基因的表達(dá)，從而調(diào)控碳水化合物的分配^[35]。牡丹中轉(zhuǎn)錄因子PsMADS9和PsMYB20可以與PsSUT2基因啟動(dòng)子中CArG-box、MYB位點(diǎn)結(jié)合，激活PsSUT2基因的表達(dá)^[36]。在CsSUTs基因啟動(dòng)子區(qū)域含有多種激素響應(yīng)元件、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合區(qū)域以及大量與生長發(fā)育相關(guān)的元件；CsSUT1/2啟動(dòng)子區(qū)域含有多個(gè)光響應(yīng)元件和轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，CsSUT3/4啟動(dòng)子區(qū)域主要包括轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)、茉莉酸甲酯和水楊酸響應(yīng)元件，在CsSUT5啟動(dòng)子區(qū)域中光信號、脫落酸和抗氧化響應(yīng)元件較多，CsSUT6啟動(dòng)子區(qū)域主要有光信號、茉莉酸甲酯響應(yīng)元件，CsSUT7啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)、赤霉素和乙烯響應(yīng)元件較多；由此，推測該家族啟動(dòng)子受到植物激素、光照等多種因素的調(diào)控。

SUTⅠ亞家族屬于高親和、低轉(zhuǎn)運(yùn)能力的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，將蔗糖由韌皮部裝載向庫器官轉(zhuǎn)運(yùn)^[37]。Lu等^[38]在豌豆胚表皮及韌皮部過表達(dá)PsSUT1發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因植株光合作用增強(qiáng)，種子中蔗糖含量、地上部分和地下部分的生物量也顯著增加。擬南芥AtSUC9被低蔗糖特異性誘導(dǎo)，通過調(diào)節(jié)蔗糖分布與促進(jìn)ABA積累來增加擬南芥的抗性^[39]。SUTⅡ和Ⅳ亞族成員均為低親和—高轉(zhuǎn)運(yùn)能力的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，前者是糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和蔗糖感受器^[40]，后者參與液泡中蔗糖外排至細(xì)胞質(zhì)^[9]。蘋果中蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MdSUT2.2能促進(jìn)糖的積累、提高蘋果的耐旱性^[28]；另外，過表達(dá)MdSUT2.1能增加蘋果中蔗糖、果糖和葡萄糖的含量^[41]。蔗糖是茶樹中可溶性糖的主要成分，低溫促進(jìn)可溶性糖在細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)與積累，從而提高茶樹的抗寒能力^[30]；對茶樹進(jìn)行體外蔗糖處理導(dǎo)致茶多酚含量增加，從而影響茶葉的品質(zhì)^[42]。

本研究對茶樹中的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CsSUTs基因家族成員進(jìn)行鑒定，對其基因結(jié)構(gòu)、組織特異性、啟動(dòng)子順式作用元件等進(jìn)行生物信息學(xué)分析。啟動(dòng)子區(qū)域的遺傳多樣性會(huì)影響基因的表達(dá)水平^[43]，CsSUT7基因啟動(dòng)子活性的強(qiáng)弱可能是其在龍井43和舒茶早中表達(dá)存在顯著差異的原因。結(jié)合蛋白互作預(yù)測分析發(fā)現(xiàn)，茶樹CsSUTs蛋白與茶樹生長發(fā)育相關(guān)；啟動(dòng)子區(qū)域包含大量的非生物脅迫和激素響應(yīng)元件，說明其可能受到非生物逆境和植物激素的調(diào)控，具體功能需進(jìn)一步深入研究。

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