糖是苹果等水果果实品质的主要组成,其在细胞中的积累与液泡糖转运蛋白的活性密切相关。课题组前期的研究表明,在苹果果实发育过程中,糖转运蛋白ERD6家族多个成员的表达与果糖和蔗糖的积累高度相关,为进一步探明ERD6在果实细胞糖积累中的功能,本论文基于新基因组分析了苹果ERD6家族的表达特性与糖的关系,通过转化番茄验证了MdERDL6在糖积累中的作用,主要结果如下:1.基于苹果新基因组,进一步鉴定了苹果液泡糖转运蛋白ERD6,TST和v GT家族成员,并分析了它们在苹果不同组织及果实发育过程中的表达与糖含量的关系,结果发现,在苹果基因组中存在11个ERD6成员,其中MdERDL6与拟南芥、菠萝鉴定的液泡葡萄糖外排蛋白高度同源,其表达与苹果果实中蔗糖和果糖含量密切相关,且表达丰度高,并与液泡糖转运蛋白Md TST1/2表达相一致。亚细胞定位证实MdERDL6定位于拟南芥原生质体的液泡膜。2.为了证明MdERDL6与果实糖含量的关系,构建了MdERDL6过量表达载体,转化“小汤姆”番茄（Micro-Tom）,经PCR和Western杂交检测,获得了MdERDL6异源表达的转基因番茄。转基因植株表现出花期推迟,座果率降低,果实种子量减少,但单果重明显增加。对胞质中葡萄糖浓度感知标记基因CAB1表达分析表明,转基因番茄中Sl CAB1表达量下调,表明转基因番茄胞质中相对葡萄糖含量升高,即MdERDL6可能负责从液泡往胞质外排葡萄糖。对糖含量的测定结果表明,MdERDL6转基因番茄叶片和果实中的葡萄糖、果糖和蔗糖含量不符合预期（ERDL6是负责液泡葡萄糖外排,过表达理论上降低葡萄糖含量）均显著增加,其中番茄果实中葡萄糖、果糖和蔗糖含量分别增加了约88%、70%和162%,果实可溶性固形物含量增加了60%。3.为探明MdERDL6转基因番茄中葡萄糖、果糖和蔗糖含量均增加的原因,分析了负责液泡糖积累的糖转运蛋白Sl TST1/2的表达,发现在MdERDL6转基因番茄叶片和果实中Sl TST1和Sl TST2表达均显著增加,且Sl TST1/2表达均受葡萄糖诱导。进一步利用CRISPR-Cas9系统突变了野生型和MdERDL6转基因番茄中的Sl TST1/2基因,并分析了其与糖含量增加的关系,结果发现,单敲除野生型番茄Sl TST1叶片糖含量没有发生明显变化;单敲除Sl TST2后,叶片中葡萄糖、果糖和蔗糖含量分别降至野生型的85%、72%和87%;当同时敲除Sl TST1和Sl TST2后,葡萄糖、果糖和蔗糖含量分别降至野生型对照的50%、42%和65%,表明番茄叶片中Sl TST1/2共同调控着糖在液泡中的积累。同时MdERDL6转基因番茄中Sl TST1和Sl TST2均敲除后,葡萄糖、果糖和蔗糖含量分别降至野生型对照的38%、25%和78%,葡萄糖和果糖含量明显低于野生型的Sl TST1/2敲除株系。这些结果进一步表明MdERDL6过表达增加的糖含量与TST上调有关,且可能是由于MdERDL6过表达后引起了液泡中葡萄糖的外排,产生了细胞质和液泡之间的瞬时葡萄糖化学势梯度,诱导了TST1/2表达,而TST1/2对葡萄糖、果糖和蔗糖均有转运活性,使MdERDL6转基因株系中积累了更多的糖。