Vai trò của Sweet protein trong vận chuyển sucrose ở thực vật
Ở thực vật có mạch, quá trình vận chuyển nước diễn ra trong xylem (mạch gỗ) hoặc phloem (mạch rây, libe). Xylem vận chuyển nước và các chất vô cơ hòa tan từ rễ lên lá; phloem vận chuyển các chất hữu cơ hòa tan đến tất cả các bộ phận trong cây. Đối với các loại cây trồng thì tập trung các chất hữu cơ trong đó có đường ở các bộ phận cho thu hoạch đóng vai trò quan trọng đối với năng suất và giá trị dinh dưỡng của cây. Chính vì vậy nghiên cứu về các yếu tố vận chuyển sucrose được nhiều nhà khoa học quan tâm.
Nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa Học Hoa Kỳ, Trung Quốc và Đức đã xác định protein AtSWEET11 và AtSWEET12 nằm trong màng của phloem đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận chuyển sucrose, sản phẩm của quá trình quang hợp diễn ra tại lá cây. Nghiên cứu sử dụng hai đối tượng là cây Arabidopsis (thuộc họ cải) và lúa. Các gen mã hóa những protein này bị gây đột biến bất hoạt dẫn đến mất khả năng vận chuyển sucrose của các phloem.
Tóm tắt nghiên cứu trên tạp chí Science[sửa]
Plants transport fixed carbon predominantly as sucrose, which is produced in mesophyll cells and imported into phloem cells for translocation throughout the plant. It is not known how sucrose migrates from sites of synthesis in the mesophyll to the phloem, or which cells mediate efflux into the apoplasm as a prerequisite for phloem loading by the SUT sucrose–H+ (proton) cotransporters. Using optical sucrose sensors, we identified a subfamily of SWEET sucrose efflux transporters. AtSWEET11 and 12 localize to the plasma membrane of the phloem. Mutant plants carrying insertions in AtSWEET11 and 12 are defective in phloem loading, thus revealing a two-step mechanism of SWEET-mediated export from parenchyma cells feeding H+-coupled import into the sieve element–companion cell complex. We discuss how restriction of intercellular transport to the interface of adjacent phloem cells may be an effective mechanism to limit the availability of photosynthetic carbon in the leaf apoplasm in order to prevent pathogen infections.
