The sugar transporter proteins in plants: An elaborate and widespread regulation network-A review

Resumo

Em plantas superiores, os açúcares são os principais produtos da fotossíntese, na qual o CO₂ é convertido em carbono orgânico nas células do mesofilo das folhas. Esses açúcares servem como fonte crítica de esqueletos de carbono para a biossíntese de compostos celulares essenciais, produção de energia e como moléculas osmóticas e sinalizadoras. As proteínas transportadoras de açúcar desempenham um papel fundamental ao facilitar a translocação a longa distância dos açúcares dos órgãos-fonte para os órgãos-dreno, controlando assim sua distribuição e acúmulo em toda a planta. Na última década, progressos substanciais foram alcançados na identificação das funções de genes individuais ligados aos transportadores de açúcar; no entanto, os diversos mecanismos regulatórios que influenciam esses transportadores permanecem insuficientemente explorados. Esta revisão consolida pesquisas atuais e anteriores sobre as funções das proteínas transportadoras de açúcar, com foco em seu envolvimento nas vias de transporte pelo floema, seu impacto na produtividade das culturas, o crosstalk com outros sinais e as interações planta-microrganismo. Além disso, propomos direções futuras para estudar os mecanismos das proteínas transportadoras de açúcar e suas potenciais aplicações na agricultura, com o objetivo de melhorar a eficiência de utilização de açúcares nas culturas e, em última análise, aumentar a produtividade.

Abstract

In higher plants, sugars are the primary products of photosynthesis, where CO2 is converted into organic carbon within the mesophyll cells of leaves. These sugars serve as a critical source of carbon skeletons for the biosynthesis of essential cellular compounds, energy production, and as osmotic and signaling molecules. Plant sugar transporter proteins play a key role in facilitating the long-distance translocation of sugars from source to sink organs, thereby controlling their distribution and accumulation across the plant. Over the past decade, substantial progress has been achieved in identifying the functions of individual genes linked to sugar transporters; however, the diverse regulatory mechanisms influencing these transporters remain insufficiently explored. This review consolidates current and previous research on the functions of sugar transporter proteins, focusing on their involvement in phloem transport pathways their impact on crop yield, cross-talk with other signals, and plant-microbe interactions. Furthermore, we propose future directions for studying the mechanisms of sugar transporter proteins and their potential applications in agriculture, with the goal of improving sugar utilization efficiency in crops and ultimately increasing crop yield.