Посттрансляционное повышение активности внеклеточной инвертазы при заглушении её ингибитора у томата задерживает старение листьев и увеличивает массу семян и уровень гексоз в плодах

Инвертаза выполняет несколько ключевых ролей в развитии растений, поэтому её активность должна быть строго регулируема in vivo. Накопляющиеся данные свидетельствуют о наличии в широком круге растений группы небольших белков, подавляющих активность инвертазы in vitro, однако их функции in planta мало изучены. Здесь мы исследовали функцию INVINH1, предполагаемого ингибитора инвертазы, у томата (Solanum lycopersicum). Экспрессия фузии INVINH1 с зелёным флуоресцентным белком показала его апоплазматическую локализацию. Эктопическая сверхэкспрессия INVINH1 в Arabidopsis thaliana специфически снижала активность внеклеточной (стенной) инвертазы. Напротив, заглушение его экспрессии в томате значительно увеличивало активность внеклеточной инвертазы без изменения активности цитоплазматической и вакуолярной инвертаз. Повышение активности внеклеточной инвертазы в трансгенных томатах с РНК-интерференцией приводило к (1) продлению жизненного цикла листа за счёт блокировки старения, индуцированного абсцизовой кислотой, и (2) увеличению массы семян и уровня гексоз в плодах, что, вероятно, достигается за счёт усиленного гидролиза сахарозы в апопласте проводящей ткани плода. Это утверждение основано на (1) коэкспрессии INVINH1 и плод-специфической внеклеточной инвертазы Lin5 в паренхимных флоэмных клетках молодых плодов, включая участки плацентарной ткани, соединяющие развивающиеся семена; (2) физическом взаимодействии INVINH1 и Lin5 in vivo; и (3) симпластическом разрыве на границе между плацентой и семенами. В совокупности результаты демонстрируют, что INVINH1 кодирует белок, который специфически ингибирует активность внеклеточной инвертазы и регулирует старение листьев, а также развитие семян и плодов у томата, ограничивая активность инвертазы in planta.