Гетерологичная экспрессия яблочного транспортаера гексоз MdHT2.2 изменила концентрацию сахара с повышением активности клеточной инвертазы в плодах томата

Резюме: Транспортёры сахаров необходимы для переноса гексоз из апопластного пространства в паренхимные клетки, чтобы обеспечить накопление гексоз до высоких концентраций в плодах. В настоящем исследовании нами идентифицирован яблочный транспортёр гексоз (HT) MdHT2.2, локализованный в плазматической мембране и высоко экспрессируемый в созревших плодах. В системе дрожжей белок MdHT2.2 проявлял высокую активность транспорта 14C-фруктозы и 14C-глюкозы. В трансгенных томатах с гетерологичной экспрессией MdHT2.2 уровни как фруктозы, так и глюкозы существенно повышались в созревших плодах при апопластном разгрузке сахаров, тогда как уровень сахарозы значительно снижался. Анализ активности ферментов и экспрессии генов, связанных с метаболизмом и транспортом сахаров, показал сильную регуляцию вверх гена SlLIN5, ключевого кодирующего клеточную инвертазу (CWINV), а также повышенную активность CWINV в томатах, трансформированных MdHT2.2. Более того, уровни фруктозы, глюкозы и сахарозы почти восстановились до уровней дикого типа в sllin5-отредактированном мутанте линий, экспрессирующих MdHT2.2. В то же время сверхэкспрессия MdHT2.2 снижала уровни гексоз и увеличивала уровень сахарозы в зрелых листьях и молодых плодах, что свидетельствует о различии сигнального пути реакции на апопластные гексозы в различных тканях томата. Настоящее исследование идентифицирует новый яблочный HT, способный захватывать фруктозу и глюкозу в клетки, и подтверждает, что апопластные уровни гексоз, регулируемые HT, контролируют активность CWINV, изменяя распределение углеводов и содержание сахара.