Nicotiana attenuata細胞壁インターゼ阻害剤（NACWII）は、草食動物攻撃植物の成長を減少させ、二次代謝産物生合成を増加させます

植物のインバーターゼは、炭水化物代謝と源泉シンクの関係の調節に不可欠な溶解酵素です。それらの活性は非生物的および生物的ストレス中に十分に文書化されていますが、これらの変化を調節する上でのタンパク質性インバーターゼ阻害剤の役割は不明です。ここでは、専門家の草食動物のマンドゥカ・セクスタによるシミュレートされた攻撃に続いて、ジャスモン酸（JA）依存的に強く上方制御される、推定ニコチアナ・アッテヌアタ細胞壁インバーターゼ阻害剤（NACWII）を特定します。PlantaにおけるNaCWIIの役割を理解するために、RNA干渉によりその発現を沈黙させ、シミュレートされた草食後の原発性および二次代謝と植物の成長の変化を測定しました。NACWIIサイレンティング植物は、炭水化物のより強い枯渇と、空のベクター制御の対応物と比較して二次代謝産物プールを増加させる能力の低下を示しました。これは、草食動物誘発性のCWI阻害と野生型植物の特徴的な成長抑制の減衰と一致しました。私たちの調査結果は、NACWIIがJA蓄積の下流に位置する調節スイッチとして機能する可能性があることを示唆しており、これにより、草食動物の攻撃下での成長と防衛代謝のバランスを微調整します。炭水化物は通常、植物の成長と防御の重要な要因とは見なされていませんが、私たちの研究は、その異化を妨げることは草食性に対する植物の反応に強く影響することを示しています。

Plant invertases are sucrolytic enzymes that are essential for the regulation of carbohydrate metabolism and source-sink relationships. While their activity has been well documented during abiotic and biotic stresses, the role of proteinaceous invertase inhibitors in regulating these changes is unknown. Here, we identify a putative Nicotiana attenuata cell wall invertase inhibitor (NaCWII) which is strongly up-regulated in a jasmonate (JA)-dependent manner following simulated attack by the specialist herbivore Manduca sexta. To understand the role of NaCWII in planta, we silenced its expression by RNA interference and measured changes in primary and secondary metabolism and plant growth following simulated herbivory. NaCWII-silenced plants displayed a stronger depletion of carbohydrates and a reduced capacity to increase secondary metabolite pools relative to their empty vector control counterparts. This coincided with the attenuation of herbivore-induced CWI inhibition and growth suppression characteristic of wild-type plants. Together our findings suggest that NaCWII may act as a regulatory switch located downstream of JA accumulation which fine-tunes the plant's balance between growth and defense metabolism under herbivore attack. Although carbohydrates are not typically viewed as key factors in plant growth and defense, our study shows that interfering with their catabolism strongly influences plant responses to herbivory.