ショ糖輸送体STSUT4の光周期調節は、概日制御遺伝子とエチレン産生の発現に影響を与えます

いくつかの最近の出版物は、SUT4サブファミリーに属するショ糖輸送体の異なる細胞内局在を報告しました。SUT4スクローストランスポーターの生理学的機能には、SUT4クレードのメンバーのダウンレギュレーションが米、ポプラ、ジャガイモに異なる効果をもたらすため、明確化が必要です。ここでは、太陽STSUT4タンパク質の局在と機能のための新しいデータを提供し、ジャガイモ植物の開花、結節、日陰回避症候群の発症への関与をさらに解明します。SUT4阻害されたジャガイモ植物での早期開花と塊茎の誘導は、葉からのショ糖輸出の増加と、発達塊茎などの端子シンク臓器におけるスクロースと澱粉の蓄積の増加と相関しています。SUT4は、ジベレリンとエチレン生合成に関与する酵素の発現、およびジャガイモのエチレン生合成の速度に影響を与えます。SUT4阻害植物では、エチレン産生はもはや日中のリズムに従いません。したがって、STSUT4は、葉からのスクロース輸出を調節することにより、概日遺伝子発現を制御すると結論付けられました。さらに、SUT4の発現は、STFT、STSOC1、STCOなどの時計調節遺伝子に影響を及ぼします。STSUT4が葉で生成された師部 - モバイルシグナル伝達分子を制御するモデルが提案されています。これは、増強されたスクロース輸出とともに、頂端分裂組織の発達スイッチに影響します。SUT4は、光受容体認識された情報を、光の品質と1日の長さに関する情報を植物ホルモンの生合成と概日制御遺伝子の発現と結び付けているようです。

Several recent publications reported different subcellular localization of the sucrose transporters belonging to the SUT4 subfamily. The physiological function of the SUT4 sucrose transporters requires clarification, because down-regulation of the members of the SUT4 clade had different effects in rice, poplar, and potato. Here, we provide new data for the localization and function of the Solanaceous StSUT4 protein, further elucidating involvement in the onset of flowering, tuberization and in the shade avoidance syndrome of potato plants. Induction of an early flowering and a tuberization in the SUT4-inhibited potato plants correlates with increased sucrose export from leaves and increased sucrose and starch accumulation in terminal sink organs, such as developing tubers. SUT4 affects expression of the enzymes involved in gibberellin and ethylene biosynthesis, as well as the rate of ethylene biosynthesis in potato. In the SUT4-inhibited plants, the ethylene production no longer follows a diurnal rhythm. Thus it was concluded that StSUT4 controls circadian gene expression, potentially by regulating sucrose export from leaves. Furthermore, SUT4 expression affects clock-regulated genes such as StFT, StSOC1, and StCO, which might be also involved in a photoperiod-dependent tuberization. A model is proposed in which StSUT4 controls a phloem-mobile signaling molecule generated in leaves, which together with enhanced sucrose export affects developmental switches in apical meristems. SUT4 seems to link photoreceptor-perceived information about the light quality and day length with phytohormone biosynthesis and the expression of circadian-regulated genes.