全 文 ：园 艺 学 报 2014，41（7）：1317–1325 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2014–03–05；修回日期：2014–06–02
基金项目：国家自然科学基金项目（31372038）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：limingjun@nwsuaf.edu.cn）
苹果糖转运蛋白TMT基因的表达及其与糖积累
的关系
马新立，秦 源，魏晓钰，马锋旺，李明军*
（西北农林科技大学园艺学院，陕西杨凌 712100）
摘 要：利用苹果基因组筛选液泡膜单糖转运蛋白 TMT 家族基因，通过 qRT-PCR 探索它们在苹果各
器官组织中的表达特性，并分析其表达与果实糖积累的关系。结果表明，在苹果中主要存在 5 个 TMT 家
族基因，均含有 11 个跨膜区，并具有 1 个长约 330 氨基酸的亲水 loop 区位于胞质内，它们与拟南芥和葡
萄的 TMTs 高度同源。定量表达分析发现，它们均在苹果中表达，且 MdTMT1 表达量相对最高，MdTMT3
和 MdTMT4 表达量较低。MdTMT1 在花和成熟果实中表达量最高，MdTMT2 在成熟果实中表达最高。在
果实发育过程中，MdTMT1 和 MdTMT2 的表达量与果实中总糖、还原性总糖、果糖、蔗糖含量呈极显著
正相关，说明 MdTMT1 和 MdTMT2 可能参与了苹果果实成熟期果糖和蔗糖的积累。
关键词：苹果；液泡单糖转运蛋白；表达；糖；果实
中图分类号：S 661.1 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2014）07-1317-09

Sequence and Expression Analysis of Apple Tonoplast Monosaccharide
Transporter TMT Genes and Their Relationship with Sugar Accumulation
in Fruit
MA Xin-li，QIN Yuan，WEI Xiao-yu，MA Feng-wang，and LI Ming-jun*
（College of Horticulture，Northwest A & F University，Yangling，Shaanxi 712100，China）
Abstract：In present study，we analyzed the information of apple tonoplast monosaccharide
transporter（TMT）gene family based on Malus genome database，and explored their expression
characteristics by qRT-PCR and analyzed the relationship between their expression and sugar accumulation
in apple. The results showed that apple had 5 transcribed MdTMT genes with 11 transmembrane domains
and a hydrophilic loop located in the cytoplasm. These MdTMTs are highly homologous with Arabidopsis
thaliana and Vitis vinifera TMTs. Quantitative expression analysis showed that all MdTMTs were expressed
in apple with a higher expression abundance of MdTMT1 and lower expression abundance of MdTMT3 and
MdTMT4. MdTMT1 had the highest expression abundance in flower and fruit while MdTMT2 in fruit.
The expression of MdTMT1 and MdTMT2 had significantly positive correlation with total sugar，
reducing sugar，fructose and sucrose during fruit development，especially MdTMT2. These results
suggested that MdTMT1 and MdTMT2 may participate in the accumulation of fructose and sucrose in the

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fructescence of apple.
Key words：Malus × domestica；tonoplast monosaccharide transporter；expression；sugar；fruit

果实中糖的种类及其比例直接关系到果实的甜度与风味，果实中的糖虽依赖于源叶的输入，但
控制糖分积累的关键步骤是位于发育的果实内部，而不是源叶输出光合产物的能力或者韧皮部运输
的效率（Ruan & Patrick，1995）。库细胞中韧皮部运输效率、糖的跨膜运输能力、糖代谢酶的种类
与活性等因素决定了果实糖分的积累（Ruan & Patrick，1995；Rolland et al.，2006）。液泡是果实细
胞中糖的主要积累场所，占成熟果实细胞体积的 80%以上，液泡中糖的积累能力受定位于液泡膜的
糖转运蛋白的高度调控（Yamaki & Ino，1992；Wormit et al.，2006）。目前己鉴定的液泡膜糖转运蛋
白主要有参与葡萄糖转运的液泡葡萄糖转运蛋白（vGT）（Wingenter et al.，2010）和液泡膜单糖转
运蛋白（TMT）（Wormit et al.，2006）亚家族。其中 vGT1 对葡萄糖有着高度特异性，其主要在拟
南芥花粉中表达，参与种子发芽和花的发育（Wingenter et al.，2010）。对拟南芥 TMT 的研究发现，
拟南芥 AtTMT1 不仅对葡萄糖有着高的转运能力，对果糖也有一定的选择性（Wingenter et al.，2010），
同时拟南芥 AtTMT1 也可作为蔗糖的逆向转运蛋白，转运蔗糖进入液泡（Schulz et al.，2011）。拟南
芥 AtTMT1、AtTMT2 的敲除能明显降低蔗糖、葡萄糖和果糖在液泡中的积累（Wingenter et al.，2010；
Schulz et al.，2011）。葡萄 VvTMT1 在果实中有较高的表达，并在果实发育过程中与葡萄糖和果糖含
量明显相关（Afoufa-Bastien et al.，2010）。苹果与葡萄、香蕉（果糖和葡萄糖含量比值接近 1）等
相比，其果实中积累的糖主要是果糖（约占可溶性总糖的 60%），其次是蔗糖（约 20%）和葡萄糖
（约 10%）（魏建梅 等，2009）。目前对于苹果液泡定位糖转运蛋白尚无报道，是否苹果 TMT 基因
对果糖（蔗糖）有着更强的亲和力，尚不清楚。本研究中利用同源分析法从苹果基因组中筛选出苹
果 TMT 基因，分析它们的序列特性和启动子区顺式作用元件，研究它们在苹果不同组织中的表达
水平及其在果实发育过程中与糖积累的关系，为进一步系统了解苹果 TMT 基因的基本特性，研究
苹果糖的积累机制奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为西北农林科技大学北园艺场 5 年生‘嘎啦’苹果（Malus × domestica Borkh.‘Gala’），
砧木为新疆野苹果（M. sieversii）。2012 年 4 月（花期）选取 12 株长势基本一致的树进行疏花，使
每株树的坐果量基本一致。于全园 70%花瓣脱落时采取每株树外围阳面花瓣刚脱落的幼果，记为果
实发育的 0 d，此后每 15 d 左右（选取晴天）为 1 个采样时间段，直到果实成熟（约花后 120 d）。
每次采样时间为 16：00—17：00。将来自 3 株不同树上的果实（至少 9 个）称量切碎混合作为 1 个
重复，共 4 个重复。另分别采刚开放的花朵、花后 30 d 的成熟叶片、茎尖和根。样品采后立即用液
氮速冻后存于–70 ℃冰箱备用。
1.2 苹果 TMT基因的筛选
在苹果基因组数据库（http：//genomics.research.iasma.it/blast/blast.html）中（Velasco et al.，2010），
分别以拟南芥TMT1、TMT2和TMT3为模板分别对 apple gene set进行Blastp搜索，搜索结果中E-Value
大于 1.00E-4 的预测基因序列从数据库（http：//genomics.research.iasma.it/gb2/gbrowse/apple/）获得。
为进一步证实它是 TMT 家族的基因，对于长度大于 1 400 bp 的序列（已报道的完整 TMT 最大开放
7 期 马新立等：苹果糖转运蛋白 TMT 基因的表达及其与糖积累的关系 1319

阅读框均在 2 100 bp 以上，其它报道的糖转运蛋白也在 1 400 bp 以上），以其为模板在 GenBank 中
进行 Blast，把与葡萄、水稻、拟南芥的 TMT 高度同源的基因确立为候选基因（5 个）。在 Chr. 5 上
的 MDP0000162377 与葡萄 TMT3 的两端跨膜区存在高度的同源性，但中间序列差异较大，尤其该
基因中间缺少 1 个长的亲水 loop，与 TMT 亚家族不符。为进一步确定这些预测序列的可靠性和表
达与否，分别以其为模板，对苹果 EST 数据库进行 Blast 搜索。对于具有高度同源 EST（score > 300
bp，identity > 98%）的候选基因确认为在苹果转录组中表达的基因（虽 MdTMT5 无 EST 序列，但
从苹果果实中扩增出了它的部分序列）。同时，把 EST 与相应的基因进行多重比较分析，对于在剪
切模式上存在差异的，再次以 EST 的拼接序列或 EST 为模板，在苹果基因组中对 all gene set 进行
Blastp 搜索，以与 EST 完全一致的预测序列为新的候选基因。对于存在多个可能剪切方式的候选基
因，将其分别在 GenBank 中进行 Blast，选取与已知 TMT 基因同源性最高的为待分析基因。通过筛
选，获得 5 个待分析的苹果 TMT 候选基因（表 1）。
1.3 序列同源性、进化树、跨膜结构及启动子序列分析
利用 Lasergene 软件（DNASTAR，USA）中 Clustal V 多重比较分析氨基酸序列的同源性；苹
果 MdTMT 与拟南芥和葡萄 TMT 基因的进化分析采用最大可能性法，利用 http://www.phylogeny.fr
website（Dereeper et al.，2008）网站进行分析；MdTMTs 的跨膜结构采用 HMMTOP 法分析（http：//
www.enzim.hu/hmmtop/），跨膜模型利用 TMRPRES2d 软件构建。
1.4 TMT基因定量表达分析
采用 Gasic 等（2004）改良 CTAB-LiCl 法提取苹果不同样品中的总 RNA。总 RNA 经 DNase 清
除 DNA 后，利用 PrimescriptTM RT reagent Kit（TaKaRa）进行反转录，合成的 cDNA 第一链用于实
时荧光定量 PCR 分析 5 个 TMT 基因的表达情况。定量 PCR 仪为 BIORAD 公司 IQ5 型，反应试剂
为 SYBR Premix ExTaqTM（TaKaRa）。以 Actin 为内参基因，不同样品得到的数据经内参基因均一化
处理后，通过 2-∆∆CT 法计算出待测基因相对表达量。实时荧光定量 PCR 分析引物见表 1，其特异性
经 RT-PCR、测序及溶解曲线分析鉴定。

表 1 用于 qRT-PCR 分析的引物序列
Table 1 Oligonucleotide sequences for primers used in qRT-PCR
基因 Gene 正向序列 Forward sequence（5′–3′） 反向序列 Reverse sequence（5′–3′）
MdTMT1 TCGTCTATTTCTGCGTCTTTGTC CCGCTGCGTAAATCCCAAAT
MdTMT2 GTACCGAACGATGGTCAGTTCTTC TGACTCCGGGTTCGAAAAGGTC
MdTMT3 GCACCGAACGACAGTGAGTTCATT TCACTCCAGGTTCAAAAAGATC
MdTMT4 AGGCCTTAGTTCCACCTCTTCATCT CGGTAATGTAGTCAGCAACAGCG
MdTMT5 CGAAGACGGAAAGAATGAAGGAG CCAGAGCAGCAGCATGAATGAGT
Actin TGGACAGCGAGGACATTCAGC CTGACCCATTCCAACCATAACA

1.5 碳水化合物的测定
可溶性糖的提取参考李合生等（2000）的方法，总可溶性糖含量用蒽酮比色法，还原糖含量测
定用 3,5–二硝基水杨酸法。蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇含量测定采用 GC–MS 技术，参考 Lisec
等（2006）的方法：提取的可溶性糖干燥后加入 40 μL 5 mg · mL-1 的甲氧基胺盐酸盐后，37 ℃、950
r · min-1 培养 2 h，再加入 60 µL N–甲基–N–（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（MSTFA）培养 30 min。
后转到上样瓶中上机检测（岛津 GC-MS-QP2010 SE）。
将提取可溶性糖后的沉淀用高氯酸法提取后，采用蒽酮比色法测定 620 nm 下的吸光值（李合
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生 等，2000），根据葡萄糖标准曲线计算样品中的淀粉含量（高氯酸水解淀粉后生成葡萄糖）。
糖含量数据统计运用 SPSS 16.0 进行统计和相关分析，采用 one-way ANOVA 方法对每个变量进
行 Duncan’s 检验（P < 0.05），以平均数 ± 标准差（SD）表示数据。
2 结果与分析
2.1 苹果 TMT家族基因的筛选及其信息分析
以拟南芥 AtTMT1（At1g20840）、AtTMT2（At4g35300）和 AtTMT3（At3g51490）为模板，在
苹果基因组预测的编码 cDNA 中获得了 5 个与拟南芥 TMT 序列长度和跨膜结构相似的基因，即
MdTMT1 ~ MdTMT5。苹果 EST 库的分析发现，除 MdTMT5 之外，其他的均存在 EST 序列。在这 5
个基因中，MdTMT1 编码的氨基酸与拟南芥 TMT1 和葡萄 TMT1 有较高同源性并聚为一类（表 2，
图 1），其同源性分别为 71.0%和 80.8%。MdTMT1 与 MdTMT2 ~ MdTMT5 编码的氨基酸的同源性分
别为 71.6%、70.0%、60.4%和 60.1%。MdTMT2 和 MdTMT3 编码氨基酸相似性高达 90.6%，二者与
拟南芥和葡萄的 TMT2 有着较高的同源性并聚为一类，二者与 MdTMT4 和 MdTMT5 的同源性在
59.5% ~ 61.8%之间。MdTMT4和MdTMT5与拟南芥和葡萄的TMT3有着较高的同源性并聚为第三类，
但它们之间的同源性仅有 59.9%（表 2，图 1）。

表 2 苹果中 TMT基因相关信息
Table 2 Details of TMT genes in apple
苹果 Malus × domestica 拟南芥 Arabidopsis thaliana 葡萄 Vitis vinifera
基因
Gene（ID）
大小 bp/aa
Size
染色体
Chr.
EST 数
Number
of EST

基因
Gene（ID）
相似度%
Similarity
基因
Gene（ID）
相似度%
Similarity
MdTMT1（MDP0000381084） 2 220/740 Chr. 6 11 AtTMT1（At1g20840） 71.0 VvTMT1（HQ323282） 80.8
MdTMT2（MDP0000212510） 2 211/737 Chr. 10 5

AtTMT2（At4g35300） 75.2 VvTMT2（HQ323283） 75.3
MdTMT3（MDP0000868028） 2 211/737 Chr. 8 3 AtTMT2（At4g35300） 75.0 VvTMT2（HQ323283） 76.9
MdTMT4（MDP0000007886） 2 080/693 Chr. 9 1 AtTMT3（At3g51490） 61.8 VvTMT3（HQ323284） 70.2
MdTMT5（MDP0000872215） 2 211/737 Chr. 9 0 AtTMT3（At3g51490） 60.2 VvTMT3（HQ323284） 67.6


图 1 苹果 MdTMT和其它植物 TMT氨基酸序列的系统进化树分析
Fig. 1 Phylogenetic tree analysis of deduced aminoacid sequences of MdTMT with other species

7 期 马新立等：苹果糖转运蛋白 TMT 基因的表达及其与糖积累的关系 1321

跨膜区分析（图 2）发现，筛选的这 5 个苹果 MdTMT 基因均具有 11 个跨膜区，N–端位于胞
外，C–端位于胞质，在第 5 和第 6 个跨膜区之间有一个大约 330 个氨基酸的亲水 loop 区，位于胞
质内，这与拟南芥、水稻和葡萄 TMT 的跨膜结构相一致。Targetp v1.1 亚细胞定位预测结果表明，
筛选的这 5 个 MdTMT 基因均不定位于叶绿体和线粒体。WoLF PSORT 预测表明，它们的亚细胞定
位主要在质膜，同时除 MdTMT5，其它 4 个 MdTMT 均定位于液泡的可能性较大。对拟南芥已证实
的液泡定位的 AtTMT（Wormit et al.，2006）进行预测也发现，其定位于质膜的可能性最大。这可
能与目前发展的液泡定位的识别位点信号肽数据库小有关。


图 2 苹果MdTMT蛋白的跨膜结构
Fig. 2 Transmembrane model of aminoacid sequences of MdTMT

2.2 MdTMTs在苹果中的表达
5 个 MdTMT 基因中，MdTMT1 在花和成熟果中的相对表达量最高，MdTMT5 在成熟叶和成熟
果中最低（图 3）。在 6 种组织中，MdTMT4 平均相对表达量最低（376.8），其次是 MdTMT3（557.2）
和 MdTMT5（664.6），MdTMT2 较高（1002.2），最高的 MdTMT1（3155）是 MdTMT4 的 8 倍之多。
在同一组织中，不同 MdTMT 的表达量变化是：成熟叶中 MdTMT1 > MdTMT2 > MdTMT3 > MdTMT4 >


图 3 ‘嘎啦’苹果不同组织中 MdTMT家族基因的相对表达量
以成熟叶片中 MdTMT5 的相对表达量为 10。
Fig. 3 The relative expression abundance of MdTMT families among different tissues of Gala apple
MdTMT5 expression in mature leaves was designated as 10.

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MdTMT5；幼叶中 MdTMT1 > MdTMT2 > MdTMT5 ≥ MdTMT4 > MdTMT3；花中 MdTMT1 > MdTMT2 ≥
MdTMT3 > MdTMT5 > MdTMT4；幼果中 MdTMT1 > MdTMT5 > MdTMT3 > MdTMT4 > MdTMT2；成熟
果中 MdTMT1 > MdTMT2 > MdTMT4 > MdTMT3 ≥ MdTMT5；根中 MdTMT1 > MdTMT2 > MdTMT3 >
MdTMT4 ≥ MdTMT5。在不同组织中，MdTMT 表达的变化模式，MdTMT1 是花 > 成熟果 > 幼果 ≥
根 > 成熟叶 ≥ 幼叶；MdTMT2 是成熟果 ≥ 花 > 幼果 > 根 > 幼叶 > 成熟叶；MdTMT3 是花 >
幼果 ≥ 根 ≥ 成熟果 ≥ 幼叶 > 成熟叶；MdTMT4 是幼果 > 花 > 成熟果 > 幼叶 > 根 > 成熟
叶；MdTMT5 是幼果 > 花 > 幼叶 > 根 ≥ 成熟果 ≥ 成熟叶。
2.3 苹果果实发育过程中的糖积累与MdTMTs表达的关系
MdTMT1 的表达从花后 0 ~ 30 d 无明显变化，在 45 d 有轻微增加，之后在花后 60 d 显著增加，
是花后 0 d 的近 4 倍，在花后 75 d 达到最高峰后至果实成熟表现出轻微的下降趋势（图 4）。MdTMT2
表现出与 MdTMT1 相似的变化趋势和幅度，不同点在于 MdTMT2 在花后 45 ~ 75 d 呈线性增加趋势，
之后至果实成熟无明显变化。MdTMT3 在幼果期有着较高的表达丰度，花后 60 d 表现出显著下调，
之后至果实成熟无明显变化。MdTMT4 在果实发育过程中表达量变化较小，在花后 15 d 和 30 d 的
幼果中最高，其次是花后 0 d 和 45 d，在花后 60 d 至成熟期无明显变化。MdTMT5 在花后显著上调，
花后 15 d 与 0 d 相比增加了 3.6 倍，并在花后 30 d 达到最高峰（花后 0 d 的 4.1 倍），之后开始快速
下调，在花后 75 ~ 122 d 维持较低水平（图 4）。

图 4 ‘嘎啦’苹果果实发育过程中MdTMT相对表达量的变化
每个基因分别以花后 0 d 相对表达量为 10。
Fig. 4 Changes of relative expression abundance of MdTMT during fruit development of Gala apple
The expression in 0 DAA-fruit was designated as 10.

在‘嘎啦’苹果果实发育过程中，淀粉含量在花后开始稳定增加，在花后 60 d 和 75 d 间达到
最高值，之后显著下降，在花后 105 d 后下降到 75 d 的近 1/5。花后 0 ~ 30 d 可溶性总糖和还原糖含
量的变化不大，30 d 后可溶性总糖开始直线增加，至果实成熟比花后 30 d 增加 3.4 倍。还原糖含量
在花后 45 d 后也开始明显稳步增加，在果实成熟期达到花后 45 d 的 2.2 倍（图 5）。在单体糖中，
果糖在苹果花后连续性增加，尤其花后 45 d 后增加幅度更大，并在 105 d 达到最大，与花后 0 d 相
比增加了 3.2 倍；葡萄糖在苹果果实发育过程中变化不大，在花后 15 d 和 30 d 相对较高；蔗糖在花
后开始连续增加，在花后 105 d 果实成熟后基本保持不变；山梨醇含量在整个果实发育过程中基本
维持在一个较低的水平，含量没有明显变化（图 5）。
7 期 马新立等：苹果糖转运蛋白 TMT 基因的表达及其与糖积累的关系 1323


图 5 ‘嘎啦’苹果果实发育过程中碳水化合物含量的变化
Fig. 5 Changes of carbohydrate concentration during fruit development of Gala apple

相关性分析（表 3）表明，在苹果果实发育过程中，MdTMT1 和 MdTMT2 的表达水平与果实中
生物总糖、还原糖、果糖和蔗糖含量呈极显著正相关，且 MdTMT2 的相关性高于 MdTMT1；MdTMT4
和 MdTMT5 与这些指标呈显著负相关。这表明 MdTMT1 和 MdTMT2 在苹果果实糖积累中可能有较
为重要的作用。

表 3 苹果果实发育过程中MdTMT相对表达量与糖的相关系数
Table 3 Correlation coefficient between relative expression abundance of MdTMT and sugar concentration
during fruit development of apple
基因
Gene
淀粉
Starch
总糖
Total soluble sugar
还原糖
Reducing sugar
果糖
Fru
葡萄糖
Glu
蔗糖
Suc
山梨醇
Sor
MdTMT1 0.061 0.837** 0.885** 0.886** 0.014 0.874** –0.696*
MdTMT2 –0.196 0.921** 0.957** 0.936** 0.166 0.918** –0.771*
MdTMT3 0.166 –0.470 –0.486 –0.483 0.499 –0.417 0.085
MdTMT4 0.213 –0.838** –0.872** –0.889** 0.196 –0.831** 0.560
MdTMT5 0.238 –0.729* –0.761* –0.766* 0.340 –0.700* 0.376
** 表示相关性达到 0.01 显著水平；* 表示相关性达到 0.05 显著水平。
** Correlation is significant at the 0.01 level. * Correlation is significant at the 0.05 level.
3 讨论
TMT 作为植物糖转运蛋白的 1 个亚家族，定位于液泡膜，负责将糖从胞质转运进入液泡膜。以
拟南芥的 TMT 为模板，在苹果基因组中发现了 18 个预测基因，但对这些基因的跨膜区进行分析发
现，除本研究中筛选的这 5 个基因之外，其它的跨膜区均小于 6，且氨基酸序列小于 450 氨基酸，
与报道的拟南芥（Wormit et al.，2006）、葡萄（Afoufa-Bastien et al.，2010）等植物预测的 TMT 跨
膜区为 11，氨基酸长度大于 700 不一致。同时通过苹果 EST 库的检索发现，本研究中筛选的这 5
个 MdTMT 中有 4 个（除 MdTMT5 外）存在序列一致的 EST 序列，表明它们是在苹果中转录的 TMT
基因。在这 5 个 MdTMT 中，MdTMT1 与 AtTMT1 和 VvTMT1 高度同源，MdTMT2 和 MdTMT3 高度
相似，且与 AtTMT2 和 VvTMT2 同源，而 MdTMT4 和 MdTMT5 与 AtTMT3 和 VvTMT3 同源。AtTMT1
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和 AtTMT2 在拟南芥中表达丰度较高，尤其在花粉中表达最高（Wormit et al.，2006），它们是液泡
膜上负责糖转运的关键蛋白，在拟南芥中主要负责葡萄糖（Wormit et al.，2006）、蔗糖（Schulz et al.，
2011）等在液泡中的积累，它不仅与正常条件下这些糖在液泡中的积累有关，而且参与了低温、干
旱等逆境条件下胞内糖的分配和积累（Wormit et al.，2006）。VvTMT1 和 VvTMT2 也主要在葡萄的果
实中高度表达，与果实发育过程中糖的积累正相关（Afoufa-Bastien et al.，2010），同时 Conde 等（2006）
报道葡萄愈伤组织中 VvTMT1 的表达受外源葡萄糖的诱导。本研究表明，苹果 MdTMT 基因中，
MdTMT1 的表达丰度最高，其次是 MdTMT2，二者不仅在果实中高度表达且表达与果实糖的积累极
显著正相关，这表明 MdTMT1 和 MdTMT2 可能与果实糖的积累有关。然而与 MdTMT2 同源性高达
90.6%的 MdTMT3 的表达却与苹果果实糖的积累负相关，这表明在苹果中 MdTMT3 可能起着不同于
MdTMT2 的功能。与拟南芥 AtTMT3 相似，MdTMT4 和 MdTMT5 在苹果中的表达丰度较低，在各个
组织中均有表达，在果实糖积累中不起关键调控功能。
魏建梅等（2009）在‘金冠’苹果中的报道，‘嘎啦’苹果果实中果糖和蔗糖的积累主要发生
在成熟期，而葡萄糖含量在幼果期有一个明显的大量积累，之后果实发育过程中其含量基本保持不
变。在苹果中，幼果期葡萄糖主要依赖于蔗糖的裂解，果糖依赖于蔗糖的裂解和山梨醇的氧化脱氢，
理论葡萄糖和果糖的浓度比值小于 1︰4（苹果中运输的糖主要是山梨醇，它是蔗糖的 3 倍之多。1
分子山梨醇生成 1 分子果糖，1 分子蔗糖能生成 1 分子果糖和 1 分子的葡萄糖与 UDPG）（Chourey &
Berüter，1985），但幼果期葡萄糖的积累效率明显高于果糖。在成熟期，淀粉和细胞壁纤维素的裂
解产物均是葡萄糖，与幼果相比，葡萄糖和果糖的理论比值增加，但果糖在液泡中的积累主要发生
在成熟期（Yamaki & Ino，1992）。因此，葡萄糖和果糖向液泡的转运过程中不可能是用共同的转运
蛋白。此外，苹果果糖在果实液泡中的积累与葡萄糖并不同步，而与蔗糖同步，在苹果成熟期有较
强转运果糖和蔗糖进入液泡的能力。果糖的大量积累有两种可能性，一种是苹果拥有的 TMT 同源基
因中有对果糖高度专一的，它与转运葡萄糖的 TMTs 在表达上有着不同的时空差异；另一种可能性
是存在 TMT 之外的对果糖专一的其它基因。本试验中，在果实中高度表达的 MdTMT1 和 MdTMT2
的表达丰度与果实果糖和蔗糖含量显著正相关，表明二者可能参与了果糖和蔗糖的积累，具有运输
二者的可能性；而 MdTMT3 主要在果实发育前期表达，与葡萄糖的积累趋势相符，暗示着其可能与
葡萄糖转运与积累有关。
苹果果实中大量积累果糖，而果糖的含量是影响果实甜度和风味的重要因素之一，找到苹果中
对果糖特异的糖转运蛋白具有十分重要的意义。本试验结果暗示在苹果中 MdTMT1 和 MdTMT2 可
能对果糖和蔗糖有较高的底物亲和性，主要负责果实成熟期糖在液泡中的积累，其功能的进一步研
究将为苹果等果实糖相关品质形成奠定基础，这不仅对于认识果实中糖的积累转运机制，理解苹果
等果实高果糖含量有重要的理论意义，而且对于通过生物技术和栽培措施改良植物糖的积累水平，
进而提高果实品质具有潜在的应用价值。

References
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