草莓是蔷薇科浆果果实和基因组研究的模式植物,糖酸组成及其积累水平是其果实风味的重要基础。探究草莓果实糖酸积累特性、糖转运蛋白全基因组鉴定分析和糖转运蛋白与糖积累之间的相关性,不仅对于提高果实品质和田间育种具有指导意义,而且对于其它蔷薇科植物研究也具有参考价值。本研究通过分析草莓资源中可溶性糖和有机酸的多样性,以及SWEET和MFS家族糖转运蛋白系统鉴定、生物信息学和基因表达分析,初步分析了草莓果实糖酸多样性和糖含量与糖转运蛋白之间的相关性。主要结果如下:(1)采用HPLC对上海地区收集的506份草莓资源,代表161个基因型的草莓资源果实进行可溶性糖(蔗糖、葡萄糖、果糖)和有机酸(苹果酸、柠檬酸)检测分析。结果表明,不同草莓资源果实可溶性总糖含量变化较大,范围在20.78-254.50 mg/g FW,蔗糖占总糖含量1.00%-53.60%,葡萄糖和果糖占总糖含量的百分比相对小且接近,分别为22.74%-43.32%、23.66%-56.52%。在所有草莓资源中有93.7%的样品,柠檬酸含量占有机酸总量水平在70%及以上,验证了柠檬酸为草莓有机酸的主要组分。对草莓糖酸水平可划分为高、中、低三类,在所有测定的草莓资源中,中糖、中酸水平资源占比最多,分别为50.3%、60.3%。(2)通过对比不同品种、栽培条件、季节变化下草莓可溶性糖和有机酸及其组分变化,发现在同一栽培模式下,不同品种草莓果实的糖酸含量不同,所测定的商品化品种中“红颜”果实的糖酸含量均为最高,属于高糖高酸;商品化草莓大多属于高糖高酸、中糖高酸、高糖中酸和中糖中酸。特定基因型糖酸组成受阴雨寡照影响变动较大,不同草莓资源果实最佳糖酸品质的时期不同。与土壤栽培相比,基质栽培的草莓果实总糖及其组分和糖酸比均降低,总有机酸在大多样品中持平或呈下降趋势。(3)以Fv H4.0.a2版本的森林草莓数据库为基础,筛选与糖转运蛋白有关的候选基因,最终鉴定出SWEET家族20个成员,MFS超家族67个成员;MFS超家族分为8个家族,其中SUT家族8个成员,STP家族23个成员,SFP家族15个成员,PMT家族7个成员,TMT和p Glc T家族均为4个成员,INT和VGT家族均为3个成员。(4)通过对SWEET家族进行生物信息学和时空动态表达谱分析,结果表明,SWEET家族具有Mt N3＿-slv(PF03083)结构域,分布在除Fvb1外的所有7条染色体上,大多数成员含有6个外显子,5个内含子,其蛋白质结构有235-310个氨基酸,约7个跨膜螺旋结构。除Fv SWEET6a、-8a、-8b外的17个Fv SWEETs基因在‘红颜’不同组织器官中都有不同程度的表达,从该家族中鉴定出Fv SWEET1、-2a、-7、-9a、-9c、-10、-11,共七个与草莓果实糖积累有关的候选基因。(5)对MFS超家族进行生物信息学和表达谱分析:系统发育分析更新了草莓同源基因的命名。与v1.0结果相比v4.0.a2中STP和SFP亚家族都减少了一个成员,p Glc T、TST和VGT亚家族增加了一个成员,其染色体定位、基因结构、保守基序分析在v4.0.a2中也得到优化。在‘红颜’中检测到58个Fv STs的都有不同程度的表达;对比森林草莓和栽培草莓中的表达发现,在种子和果肉部位分别有9个和11个基因有相似的表达。(6)在果实糖含量差异显著的3份资源中,进行MFS表达水平与糖含量相关性分析。结果表明,有13个基因具有相关性,其中Fv SUT6、Fv STP7、Fv STP9、Fv STP15、Fv SFP8、Fv SFP9、Fv SFP10、Fv TST1和Fv VGT1共9个基因在果实中的表达丰度与成熟果实中的可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖、果糖含量呈正相关,Fv STP23和Fv INT1-3共4个基因在果实中的转录本丰度与成熟果实中蔗糖和总可溶性糖的含量呈负相关。而且发现,草莓果实中可溶性糖含量与糖积累、糖分配都紧密相关,Fv STs基因在转色期草莓果实的转录水平与成熟果实中可溶性糖的相关性最高,说明该时期对成熟果实中的糖积累至关重要。(7)在19个品种的不同发育阶段果实中验证13个Fv STs基因与糖积累的相关性,结果表明,这些基因在不同品种间的动态表达模式有很大差异,在特定发育阶段,成熟果实糖含量和Fv STs转录物丰度的相关系数明显降低。有9个基因的显著相关关系基本得到证实,其中6个正相关基因,包括Fv STP7、Fv STP9、Fv STP15、Fv SFP8、Fv SFP9和Fv VGT1,INT亚家族的三个基因Fv INT1-3为负相关基因。在相关性研究的基础上,结合亚细胞定位预测,最终提出了一个糖转运蛋白系统协同参与草莓果实亚细胞糖分配的模型。