《自然》：开花植物如何将糖转运出去以吸引



花蕊

来源：生物帮

开花植物出现时的进化大爆炸，被达尔文称为“恼人之谜”(abominABLe mystery)，花蜜形成无疑是这一过程中的一个关键事件。现在科学家发现，开花植物的花蜜生产需要糖转运蛋白SWEET9和一些特殊的基因。

花蜜对于开花植物的重要性不言而喻，不过迄今为止植物生产和分泌花蜜的过程仍然是个谜。这项新研究不仅向人们展示了花蜜合成和分泌中的关键元件，还指出这些元件出现在开花植物进化的早期。

多样性是进化的基础，种群多样性能够确保物种在自然界的竞争力，而有性生殖则是多样化形成的关键。由于植物基本不能移动，它们就需要解决一个重要的问题，即如何将自己的遗传物质传播出去。为此植物在漫长的进化过程中，形成了一个吸引并犒劳传粉者的特殊器官——蜜腺，诱使能够飞行的昆虫、鸟类和蝙蝠前来。

斯坦福大学卡内基研究所、马普化学生态学研究所、明尼苏达大学、中国农业大学资源与环境学院的研究人员，对三种不同的开花植物(拟南芥、芜菁和野生烟草)进行了研究，在蜜腺中寻找可能涉及糖转运的转运蛋白。他们发现，SWEET9在三种不植物中都是糖转运的关键，对于花蜜生产至关重要。

研究人员构建了缺乏SWEET9的基因工程植物，发现这种植物无法分泌花蜜，但植物的茎中出现了糖的累积。随后，他们又鉴定了植物生产蔗糖所必须的基因。研究显示，这些基因是花蜜分泌必不可少的。

研究显示，开花植物在蜜腺中生产蔗糖，并通过SWEET9将其转运到蜜腺的细胞外空间，在这一区域形成蔗糖、葡萄糖和果糖的混合物。对于研究中的植物来说，这三种糖组成了花蜜的主要溶质，而这些物质正是蜂蜜生产蜂蜜的先决条件。

野生烟草

“SWEET家族是将光合作用产物从叶片输送到种子的关键转运蛋白。我们相信，在第一批开花植物形成蜜腺之时，SWEET9糖转运蛋白就出现了。这是植物吸引和犒劳传粉者的重要一步，有助于提高植物的遗传多样性，”领导这项研究的Wolf Frommer说。

原文摘要：
Nectar secretion requires sucrose phosphate synthases and the sugar transporter SWEET9

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