Ver metadados

Метаболизм крахмала регулируется сложной каталитической сетью, одним из ключевых ферментов которой является пластидная крахмалфосфорилаза PHO1. В нашем исследовании с использованием системы CRISPR-Cas9 были получены растения табака (Nicotiana tabacum L.) с неполным нокаутом гена NtPHO1-L1 за счет делеционных вариантов каталитического домена белка NtPHO1-L1, приводящих к формированию нефункциональных форм фермента. Редактированные линии отличались от растений дикого типа повышенным накоплением крахмала и пониженным содержанием сахаров, хлорофиллов и каротиноидов в ткани листа. Показано, что в сравнении с контролем редактированные растения характеризовались дифференциальной экспрессией генов метаболизма крахмала (NtPHO1-L1, NtGWD, NtBAM1, NtBAM9, NtAI) и каротиноидов (NtPSY2, NtPDS, NtZDS, NtCRTISO, NtVDE), а также генов, кодирующих MADS-доменные транскрипционные факторы (NtFUL1, NtSEP1, NtSEP2, NtSEP3), которые предположительно участвуют в регуляции транскрипции исследуемых генов метаболизма. Предположено, что неполный нокаут NtPHO1-L1 приводит к изменению функциональной активности крахмалфосфорилазы табака. Это, в свою очередь, может влиять на скоординированную работу ферментов катаболизма крахмала, а также синтеза хлорофиллов и каротиноидов, возможно, за счет дифференциальной экспрессии MADS-box генов. Наши результаты подчеркивают критическую регуляторную роль пластидной крахмалфосфорилазы в метаболизме транзиторного крахмала, а также в стимулирующем влиянии на фотосинтез растения.