シロイヌナズナスクロースシンターゼの局在は、師部におけるスクロース転座における主要な役割を示しています

スクロースシンターゼ（SUSY）は、スクロース利用における最初の分解ステップを触媒することができる2つの酵素ファミリーの1つです。シロイヌナズナのSUSY変異体を調べるいくつかの以前の研究は、正常な成長環境での野生型植物と比較して明らかな表現型の異常を特定できなかったため、以前に提案されたセルロース生合成プロセスにおけるSUSYの機能的役割は不明のままです。私たちの研究は、ライブセルイメージングを介して、シロイヌナズナsusyの6つのアイソフォームすべての正確な細胞内局在を体系的に評価しました。黄色の蛍光タンパク質（YFP）標識SUSY1およびSUSY4が師部コンパニオン細胞でのみ発現し、SUS1/SUS4二重変異体は低酸素条件下でスクロースを蓄積したことを示しました。SUSY5とSUSY6は、ふるい要素に礼拝的に局在しており、細胞質にのみ制限されていることがわかりました。SUSY2は、発達中の種子の胚乳と胚に存在し、SUSY3は胚と葉の気孔に局在していました。植物におけるセルロース沈着の主要な部位である伸長茎の木部組織の発生では、SUSYの単一のアイソフォームは検出されませんでした。SUSY1とSUSY4は、二次細胞壁の形成中に血管関連転写因子VND7によって誘導されたプロトキシレム気管元素でも検出できませんでした。これらの発見は、師部のショ糖転座に関連する生物学的イベントにおいてSUSYを巻き込んでいます。

Sucrose synthase (SuSy) is one of two enzyme families capable of catalyzing the first degradative step in sucrose utilization. Several earlier studies examining SuSy mutants in Arabidopsis failed to identify obvious phenotypic abnormalities compared with wild-type plants in normal growth environments, and as such a functional role for SuSy in the previously proposed cellulose biosynthetic process remains unclear. Our study systematically evaluated the precise subcellular localization of all six isoforms of Arabidopsis SuSy via live-cell imaging. We showed that yellow fluorescent protein (YFP)-labeled SuSy1 and SuSy4 were expressed exclusively in phloem companion cells, and the sus1/sus4 double mutant accumulated sucrose under hypoxic conditions. SuSy5 and SuSy6 were found to be parietally localized in sieve elements and restricted only to the cytoplasm. SuSy2 was present in the endosperm and embryo of developing seeds, and SuSy3 was localized to the embryo and leaf stomata. No single isoform of SuSy was detected in developing xylem tissue of elongating stem, the primary site of cellulose deposition in plants. SuSy1 and SuSy4 were also undetectable in the protoxylem tracheary elements, which were induced by the vascular-related transcription factor VND7 during secondary cell wall formation. These findings implicate SuSy in the biological events related to sucrose translocation in phloem.