近日，中国热科院生物所甘蔗研究中心基因资源挖掘与利用团队在糖转运蛋白调控机理方面取得重要进展，研究团队系统梳理了液泡膜转运蛋白在栽培种、野生种等基因组分布情况，着重探讨糖转运蛋白在逆境响应中的作用。

本研究通过生物信息学分析鉴定了37个ShSUT基因。系统发育分类将其分为三个主要分支，并通过保守基序和基因结构支持其进化关系。启动子分析揭示了15个与激素响应、胁迫、发育和光调控相关的关键顺式元件。所有ShSUT基因被映射到三个contig区域和七条染色体上。共线性和基因重复分析识别到15对段落重复基因，表明了进化扩展。研究团队选择了ShSUT04作为研究对象。识别到18个潜在的相互作用蛋白，其中ShPsbR、ShRF2a、ShCOPTS.1和ShSPT的相互作用通过BiFC和Y2H实验得到了验证。qRT-PCR分析显示出应激响应的表达模式。在冷胁迫下，ShRF2a、ShPsbR和ShSPT被下调，表明其具有负调控作用，而ShSUT04和ShCOPT5.1在特定时间点上调，ShSUT01则表现出强烈诱导，暗示其在防御中的积极作用。在干旱条件下，ShSUT04和ShPsbR显著上调，表明其正调控作用。在盐胁迫下，尽管多个基因被抑制，ShSUT01和ShPsbR却被诱导，反映出其在胁迫适应中的潜力。

本研究揭示了甘蔗SUT基因在非生物胁迫调节中的进化和功能角色，特别是ShSUT04在干旱下表现出积极作用，而在盐和冷胁迫下则显示出负调控作用。

图1.ShSUT04互作蛋白的筛选与鉴定

图2.关键基因对冷害响应表达分析

该研究成果以“Genome‑wide analysis of the sugarcane SUT gene family reveals ShSUT4 as a key regulator of abiotic stress responses”发表在遗传学经典期刊《Theoretical and Applied Genetics》。热带作物生物育种全国重点实验室/中国热科院生物所/三亚研究院科研助理赵雪婷、博士后Ahmad Ali和冯翠莲副研究员为论文第一作者；中国热科院甘蔗研究中心副主任/热带作物生物育种全国重点实验室/中国热科院生物所/三亚研究院王俊刚副研究员和赵婷婷副研究员为论文共同通讯作者；中国热科院甘蔗研究中心科研骨干林继山、吴蕊洁、余光润、贾海凤、宫雨晴和甘蔗中心学术顾问张树珍研究员参与研究。该研究获得了三亚崖州湾科技城科技创新联合项目、中国热带农业科学院国家热带农业科学中心创新团队、海南省重点研发计划、热带作物生物育种全国重点实验室科研项目、中央公益性科研院所基本科研业务费专项等项目的联合资助。

文章链接：https://doi.org/10.1007/s00122-025-05138-w