谷子SWEET基因家族全基因组鉴定及非生物胁迫下转录调控机制研究

本研究通过全基因组分析在耐逆C4作物谷子中鉴定出24个SWEET（糖最终输出转运蛋白）基因，揭示其进化关联（含原核SemiSWEET结构域）及启动子区ABA/干旱响应元件。通过对比耐逆/敏感品种在干旱/盐胁迫下的差异表达模式，阐明SWEET通过调控源-库组织糖分配参与胁迫适应机制，为C4作物抗逆育种提供新靶点。

　　

Highlight

SWEET（糖最终输出转运蛋白）作为新兴糖转运蛋白家族，在植物应对干旱/盐胁迫中扮演关键角色。本研究首次在耐逆C₄作物谷子中发现24个SWEET成员，部分携带原核SemiSWEET结构域，暗示其进化起源。启动子分析揭示ABA和干旱响应元件富集，为胁迫响应提供分子基础。

Discussion

SWEET家族在真核生物中高度保守，但植物中成员数量显著多于动物（如人类仅1个）。谷子SWEET蛋白含典型MtN3_slv/PQ-loop结构域，系统发育分析显示与玉米、水稻SWEET聚类。有趣的是，胁迫响应元件（如ABRE、MYB）的预测暗示其通过激素通路调控糖再分配。

Conclusions

研究首次揭示谷子SWEET家族在胁迫下的动态表达模式：耐逆品种IC-4中SiSWEET4a/13b显著上调，促进根系糖积累；而敏感品种IC-41的SiSWEET7a/9b表达紊乱导致叶片糖滞留。这种"源-库"再编程机制为C₄作物抗逆育种提供新策略。