大豆糖转运蛋白GmSWEET17与结节因子受体相互作用以调节结节发育

大豆与根瘤菌之间有效共生关系的建立需要对根结节发育的精准调控。尽管糖转运蛋白已知在共生过程中参与营养分配，但其分子功能和调控机制尚不明确。本研究旨在对糖转运蛋白GmSWEET17进行功能特征分析，阐明其在大豆-根瘤菌共生中的作用。在初步酵母文库筛选的基础上，确认GmSWEET17作为结节因子受体GmNFR1α的新型相互作用伙伴。本研究进一步通过酵母双杂交实验和烟草叶片的荧光素酶互补成像（LCI）确认了它们的物理相互作用。这两个蛋白在阿拉伯芥的质膜上共定位。根瘤菌感染诱导了GmSWEET17在根中的表达，动态表达模式显示结节发育期间经历了初期增加后随之下降。启动子活性实验表明GmSWEET17在根和结节的维管组织中特异性表达。在酵母中的异源表达揭示GmSWEET17主要转运葡萄糖。在转基因毛根中过表达GmSWEET17导致结节数量减少，但结节大小增加且氮固定活性增强。此外，GmSWEET17过表达上调了关键结节标记基因的表达。我们的结果表明，作为与GmNFR1α相互作用的糖转运蛋白，GmSWEET17积极调节大豆结节发育和氮固定效率。本研究为GmSWEET17在结节和氮固定中的生物功能提供了新的分子证据，并为GmNFR1α在根瘤菌共生中的调控机制提供了新见解。