ИСТИНА

Ключевыми ферментами углеводного метаболизма растений являются инвертазы, катализирующие расщепление сахарозы на глюкозу и фруктозу. На основании сходства аминокислотных последовательностей и оптимального pH для работы инвертазы подразделяют на щелочные/нейтральные (N/AINV) и кислые, а последние, в зависимости от локализации, разделяют на инвертазы клеточной стенки (CWINV) и вакуолярные (VINV). В геноме чеснока Allium sativum L. нами впервые были идентифицированы и детально охарактеризованы 23 гена инвертаз: 11 генов подсемейств N/AINV, 6 генов CWINV и 6 генов VINV. Определена экзон-интронная структура, вариабельность кодирующих и регуляторных областей генов каждого подсемейства. В аминокислотных последовательностях было определено положение соответствующих гликозид-гидролазных доменов: Glyco_hydro_100 (для AsN/AINV) и Glyco_32 (для AsCWINV и AsVINV) и консервативных мотивов. Определены возможные 3D структуры белков. В промоторных областях каждого гена определены cis-регуляторные элементы. Анализ транскриптомных данных выявил тканеспецифичность экспрессии отдельных генов инвертаз. Максимальные уровни экспрессии большинства генов инвертаз наблюдаются в корнях, листьях и цветках. Показано, что в развитие луковиц вовлечены преимущественно инвертазы клеточной стенки CWINV. Впервые была изучена роль инвертаз в ответе растений чеснока на абиотические стрессы (засоление, холод и засуха) и воздействие фитогормонов (ABA и MeJa); определена динамика содержания растворимых сахаров. В ответ на абиотические стрессы наблюдалось снижение уровней экспрессии для большинства генов инвертаз, при этом в корнях реакция была более выраженной, чем в проростках. В ответ на воздействие фитогормонов для ряда генов наблюдалась значительная активация или, наоборот, подавление экспрессии. Содержание сахарозы, глюкозы и фруктозы в корнях чеснока снижается в ответ на воздействие метилжасмоната и засухи, а при солевом стрессе и воздействии ABA содержание сахаров возрастает. Полученные результаты свидетельствуют об активном участии генов инвертаз в ответных реакциях растений чеснока на воздействие абиотических стрессов. Работа была выполнена при поддержке гранта НЦМУ "Агротехнологии будущего" №075-15-2022-318 от 20.04.2022.