Plant Journal | 西北农林科技大学马锋旺团队解析山梨醇转运蛋白复杂进化历史

山梨醇是蔷薇科植物重要且特异的光合产物，山梨醇转运蛋白(Sorbitol transporters, SOTs) 是山梨糖醇从源器官向库器官运输的关键蛋白。前人研究已发现蔷薇科植物例如苹果、梨、桃基因组中存在更多的SOT基因拷贝，但其复制机制和演化过程尚不清楚。

近日，西北农林科技大学作物抗逆与高效生产全国重点实验室/陕西省苹果重点实验室马锋旺教授团队在The Plant Journal在线发表了题为Origin and early divergence of tandem duplicated sorbitol transporter genes in Rosaceae: insights from evolutionary analysis of the SOT gene family in angiosperms的研究论文，解析了山梨醇转运蛋白复杂进化历史。

该研究利用代表性被子植物基因组，系统研究了SOT基因及其与所属超家族PLT基因的系统发育关系，厘清了蔷薇科植物SOT基因的来龙去脉。在蔷薇科植物基部类群仙女木亚科植物中发现SOT基因家族起源于PLT III-A类基因的一对串联复制基因。文章推测在桃亚科和苹果族的共同祖先中也分别发生了SOT基因的串联复制，苹果族植物特有的WGD事件使得SOT基因数目进一步扩增。多物种转录组数据表明不同进化分支SOT成员显示出组织器官和发育时期的表达特性，暗示其功能分化。论文还发现了苹果族和苹果属各自特异的SOT基因转位。研究结果为进一步研究蔷薇科植物SOT基因的功能和调控机制奠定了基础。

图1 Maximum-likelihood gene tree and syntenic relationships for the SOT gene family.

图2 Evolutionary scenario of the Rosaceae SOT genes.

西北农林科技大学园艺学院马锋旺教授、赵涛教授和孙亚强副教授为论文的通讯作者，博士研究生杨帆为论文第一作者。徐凌飞教授、赵彩平教授、冯嘉玥副教授和翟锐副教授为该研究提供了植物材料支持。项目得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的经费支持、西北农林科技大学高性能计算集群支持和园艺学院实验中心技术支持。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16533