Unikonazolje triazolregulátor rastu rastlínktorý sa široko používa na reguláciu výšky rastlín a zabránenie prerastaniu sadeníc. Molekulárny mechanizmus, ktorým unikonazol inhibuje predlžovanie hypokotylu sadeníc, je však stále nejasný a existuje len niekoľko štúdií, ktoré kombinujú údaje o transkriptóme a metabolóme na skúmanie mechanizmu predlžovania hypokotylu. Tu sme pozorovali, že unikonazol významne inhiboval predlžovanie hypokotylu v semenákoch čínskej kvitnúcej kapusty. Je zaujímavé, že na základe kombinovanej analýzy transkriptómu a metabolómu sme zistili, že unikonazol významne ovplyvnil dráhu „biosyntézy fenylpropanoidu“. V tejto dráhe bol významne znížený iba jeden gén z rodiny génov pre reguláciu enzýmov, BrPAL4, ktorý sa podieľa na biosyntéze lignínu. Okrem toho kvasinkové jednohybridné a dvojhybridné testy ukázali, že BrbZIP39 sa môže priamo viazať na promótorovú oblasť BrPAL4 a aktivovať jeho transkripciu. Systém na umlčanie génov vyvolaný vírusom ďalej dokázal, že BrbZIP39 môže pozitívne regulovať hypokotylové predĺženie čínskej kapusty a syntézu hypokotylového lignínu. Výsledky tejto štúdie poskytujú nový pohľad na molekulárny regulačný mechanizmus klokonazolu pri inhibícii hypokotylového predlžovania čínskej kapusty. Prvýkrát sa potvrdilo, že klokonazol znížil obsah lignínu inhibíciou syntézy fenylpropanoidov sprostredkovanej modulom BrbZIP39-BrPAL4, čo viedlo k zakrpateniu hypokotylu v semenákoch 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 našej krajine bežne pestuje (Wang a kol., 2022; Yue a kol., 2022). V posledných rokoch sa rozsah výroby čínskeho karfiolu naďalej rozširoval a spôsob pestovania sa zmenil z tradičného priameho výsevu na intenzívnu kultúru sadeníc a transplantáciu. V procese intenzívnej kultivácie a presádzania sadeníc má však nadmerný rast hypokotylu tendenciu vytvárať nohavé sadenice, čo má za následok zlú kvalitu sadeníc. Preto je kontrola nadmerného rastu hypokotylu naliehavým problémom pri intenzívnom pestovaní sadeníc a presádzaní čínskej kapusty. V súčasnosti existuje len málo štúdií integrujúcich transkriptomické a metabolomické údaje na preskúmanie mechanizmu predlžovania hypokotylu. Molekulárny mechanizmus, ktorým chlorantazol reguluje expanziu hypokotylu v čínskej kapuste, ešte nebol študovaný. Zamerali sme sa na identifikáciu, ktoré gény a molekulárne dráhy reagujú na unikonazolom indukované hypokotylové zakrpatenie v čínskej kapuste. Pomocou transkriptómových a metabolomických analýz, ako aj kvasinkovej jednohybridnej analýzy, duálneho luciferázového testu a vírusom indukovaného génového umlčania (VIGS) sme zistili, že unikonazol by mohol indukovať hypokotylový trpaslík v čínskej kapuste inhibíciou biosyntézy lignínu v semenákoch čínskej kapusty. Naše výsledky poskytujú nový pohľad na molekulárny regulačný mechanizmus, ktorým unikonazol inhibuje predlžovanie hypokotylu v čínskej kapuste inhibíciou biosyntézy fenylpropanoidov sprostredkovanej modulom BrbZIP39 – BrPAL4. Tieto výsledky môžu mať dôležité praktické dôsledky na zlepšenie kvality komerčných sadeníc a prispieť k zabezpečeniu výnosu a kvality zeleniny.
BrbZIP39 ORF plnej dĺžky sa vložil do pGreenll 62-SK, aby sa vytvoril efektor, a fragment promótora BrPAL4 sa fúzoval s reportérovým génom luciferázy (LUC) pGreenll 0800, aby sa vytvoril reportérový gén. Efektorové a reportérové génové vektory boli kotransformované do listov tabaku (Nicotiana benthamiana).
Na objasnenie vzťahov metabolitov a génov sme vykonali spoločnú analýzu metabolómu a transkriptómu. Analýza obohatenia KEGG dráhy ukázala, že DEG a DAM boli spoločne obohatené v 33 KEGG dráhach (obrázok 5A). Spomedzi nich bola najvýraznejšie obohatená dráha „biosyntézy fenylpropanoidov“; významne obohatená bola aj dráha „fixácie fotosyntetického uhlíka“, dráha „biosyntézy flavonoidov“, dráha „interkonverzie kyseliny pentóza-glukurónová“, dráha „metabolizmu tryptofánu“ a dráha „metabolizmu škrobu a sacharózy“. Mapa klastrovania 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“ hrala kľúčovú úlohu v hypokotylovom nanizmu.
Autori vyhlasujú, že výskum bol vykonaný bez akýchkoľvek obchodných alebo finančných vzťahov, ktoré by mohli byť chápané 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 alebo tvrdenia ich výrobcov nie sú zaručené ani schválené vydavateľom.
Čas odoslania: 24. marca 2025