The potato protease inhibitor gene, St-Inh, plays roles in the cold-induced sweetening of potato tubers by modulating invertase activity

Dans les tubercules de pomme de terre entreposés au froid, la diminution de l’accumulation de sucre est essentiellement déterminée par l’activité invertase acide. Comme l’inhibiteur des protéases de type Kunitz de la pomme de terre (St-Inh) réduit l’activité invertase acide in vitro et est lié à un locus quantitatif de la teneur en sucre, on pense qu’il intervient dans l’accumulation de sucre dans la pomme de terre exposée au froid. Dans les travaux présentés ici, nous avons caractérisé le profil d’expression du St-Inh dans diverses parties de la plante de la pomme de terre ainsi que dans des tubercules en entreposage: nous avons constaté que l’expression de l’inhibiteur était maximale dans les tubercules et qu’elle subissait une forte suppression à faible température. Ce profil d’expression est défavorable à la réduction de l’accumulation de sucre dans les tubercules gardés au froid, ce qui laisse supposer que le gène St-Inh pourrait intervenir dans l’accumulation de sucre dans les tubercules de pomme de terre exposés au froid. La surexpression du gène St-Inh dans les tubercules s’est traduite par une activité invertase acide moindre et la réduction de la teneur en sucre par comparaison aux tubercules du type sauvage, ce qui confirme le rôle de ce gène dans la résistance à l’accumulation de sucre au froid. Il est intéressant de noter que la réduction de l’accumulation de sucre au froid a été plus importante avec la surexpression de l’inhibiteur de l’invertase du tabac NtInvInh2, lequel fait partie de la famille des pectine-méthylestérases/invertases. Les tubercules transgéniques NtInvInh2 ont donné des croustilles de couleur encore plus pâle que les tubercules transgéniques St-Inh. Il est confirmé que ces deux inhibiteurs interviennent dans la réduction de l’accumulation de sucre dans les tubercules de pomme de terre exposés au froid. Par ailleurs les inhibiteurs de protéases du type pectine-méthylestérase/invertase pourraient avoir une meilleure aptitude à inhiber l’activité invertase acide que ceux du type Kunitz. Ces résultats jettent un nouvel éclairage sur le mécanisme de régulation de l’accumulation de sucre dans la pomme de terre exposée au froid.