Unikonazolje triazolregulátor rastu rastlínktorý sa široko používa na reguláciu výšky rastlín a prevenciu prerastania sadeníc. Molekulárny mechanizmus, ktorým unikonazol inhibuje predlžovanie hypokotylov sadeníc, však stále nie je jasný a existuje len niekoľko štúdií, ktoré kombinujú údaje z transkriptómu a metabolómu na skúmanie mechanizmu predlžovania hypokotylov. V tejto štúdii sme pozorovali, že unikonazol významne inhiboval predlžovanie hypokotylov u sadeníc čínskej kvitnúcej kapusty. Je zaujímavé, že na základe kombinovanej analýzy transkriptómu a metabolómu sme zistili, že unikonazol významne ovplyvnil dráhu „biosyntézy fenylpropanoidov“. V tejto dráhe bol významne downregulovaný iba jeden gén z rodiny génov regulujúcich enzýmy, BrPAL4, ktorý sa podieľa na biosyntéze lignínu. Okrem toho, kvasinkové jednohybridné a dvojhybridné testy preukázali, že BrbZIP39 sa môže priamo viazať na promótorovú oblasť BrPAL4 a aktivovať jeho transkripciu. Systém umlčovania génov indukovaný vírusom ďalej dokázal, že BrbZIP39 môže pozitívne regulovať predlžovanie hypokotylov čínskej kapusty a syntézu hypokotylu lignínu. Výsledky tejto štúdie poskytujú nové poznatky o molekulárnom regulačnom mechanizme klokonazolu pri inhibícii predlžovania hypokotylov čínskej kapusty. Prvýkrát sa potvrdilo, že klokonazol znižuje obsah lignínu inhibíciou syntézy fenylpropanoidov sprostredkovanej modulom BrbZIP39-BrPAL4, čo vedie k zakrpateniu hypokotylov v sadenícach čínskej kapusty.
Čínska kapusta (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) patrí do rodu Brassica a je to známa jednoročná kapustovitá zelenina, ktorá sa v mojej krajine hojne pestuje (Wang a kol., 2022; Yue a kol., 2022). V posledných rokoch sa rozsah produkcie čínskeho karfiolu neustále rozširuje a spôsob pestovania sa zmenil z tradičného priameho siatia na intenzívne pestovanie a presádzanie sadeníc. Avšak v procese intenzívneho pestovania a presádzania sadeníc má nadmerný rast hypokotylov tendenciu produkovať dlhonohé sadenice, čo má za následok nízku kvalitu sadeníc. Preto je kontrola nadmerného rastu hypokotylov naliehavou otázkou pri intenzívnom pestovaní a presádzaní čínskej kapusty. V súčasnosti existuje len málo štúdií integrujúcich transkriptomické a metabolomické údaje na preskúmanie mechanizmu predlžovania hypokotylov. Molekulárny mechanizmus, ktorým chlorantazol reguluje expanziu hypokotylov v čínskej kapuste, ešte nebol študovaný. Naším cieľom bolo identifikovať, ktoré gény a molekulárne dráhy reagujú na unikonazolom indukované zakrpatenie hypokotylov v čínskej kapuste. Pomocou transkriptómových a metabolomických analýz, ako aj analýzy kvasinkového jednohybridu, duálneho luciferázového testu a testu vírusom indukovaného génového umlčania (VIGS), sme zistili, že unikonazol môže indukovať zakrpatenie hypokotylov v čínskej kapuste inhibíciou biosyntézy lignínu v sadenícach čínskej kapusty. Naše výsledky poskytujú nový pohľad na molekulárny regulačný mechanizmus, ktorým unikonazol inhibuje predlžovanie hypokotylov v čínskej kapuste prostredníctvom inhibície biosyntézy fenylpropanoidov sprostredkovanej modulom BrbZIP39–BrPAL4. Tieto výsledky môžu mať dôležité praktické dôsledky pre zlepšenie kvality komerčných sadeníc a prispieť k zabezpečeniu výnosu a kvality zeleniny.
ORF BrbZIP39 v plnej dĺžke bol vložený do pGreenll 62-SK za účelom vytvorenia efektora a fragment promótora BrPAL4 bol fúzovaný s reportérovým génom luciferázy pGreenll 0800 (LUC) za účelom vytvorenia reportérového génu. Vektory efektorového a reportérového génu boli kotransformované do listov tabaku (Nicotiana benthamiana).
Na objasnenie vzťahov metabolitov a génov sme vykonali spoločnú analýzu metabolómu a transkriptómu. Analýza obohatenia dráhy KEGG ukázala, že DEG a DAM boli koobohatené v 33 dráhach KEGG (obrázok 5A). Spomedzi nich bola najvýznamnejšie obohatená dráha „biosyntézy fenylpropanoidov“; významne obohatené boli aj dráhy „fotosyntetickej fixácie uhlíka“, „biosyntézy flavonoidov“, „interkonverzie kyseliny pentózy a glukurónovej“, „metabolizmu tryptofánu“ a „metabolizmu škrobu a sacharózy“. Mapa zhlukovania tepla (obrázok 5B) ukázala, že DAM spojené s DEG boli rozdelené do niekoľkých kategórií, medzi ktorými boli flavonoidy najväčšou kategóriou, čo naznačuje, že dráha „biosyntézy fenylpropanoidov“ zohrávala kľúčovú úlohu v hypokotylovom nanizme.
Autori vyhlasujú, že výskum bol vykonaný bez akýchkoľvek obchodných alebo finančných vzťahov, ktoré by sa mohli interpretovať ako potenciálny konflikt záujmov.
Všetky názory vyjadrené v tomto článku sú výlučne názormi autora a nemusia nevyhnutne odrážať názory pridružených organizácií, vydavateľov, redaktorov alebo recenzentov. Žiadne produkty hodnotené v tomto článku ani tvrdenia ich výrobcov nie sú vydavateľom zaručené ani schválené.
Čas uverejnenia: 24. marca 2025