Униконазоле триазолрегулатор на растежа на растениятакойто се използва широко за регулиране на височината на растенията и предотвратяване на свръхрастеж на разсада. Молекулярният механизъм, чрез който униконазол инхибира удължаването на хипокотила на разсада, обаче все още не е ясен и има само няколко проучвания, които комбинират данни от транскриптоми и метаболоми, за да изследват механизма на удължаване на хипокотила. Тук наблюдавахме, че униконазол значително инхибира удължаването на хипокотила в разсад от китайско цъфтящо зеле. Интересното е, че въз основа на комбинирания анализ на транскриптоми и метаболоми установихме, че униконазол значително влияе върху пътя на „биосинтеза на фенилпропаноиди“. В този път само един ген от семейството на регулаторните гени на ензимите, BrPAL4, който участва в биосинтеза на лигнин, е значително понижен. Освен това, еднохибридни и двухибридни анализи с дрожди показаха, че BrbZIP39 може директно да се свърже с промоторния регион на BrPAL4 и да активира неговата транскрипция. Индуцираната от вируса система за генно заглушаване допълнително доказа, че BrbZIP39 може положително да регулира удължаването на хипокотила на китайското зеле и синтеза на хипокотил лигнин. Резултатите от това проучване предоставят нова информация за молекулярния регулаторен механизъм на клоконазола при инхибиране на удължаването на хипокотила на китайското зеле. За първи път беше потвърдено, че клоконазол намалява съдържанието на лигнин чрез инхибиране на синтеза на фенилпропаноиди, медииран от модула BrbZIP39-BrPAL4, което води до намаляване на растежа на хипокотила при разсада от китайско зеле.
Китайското зеле (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) принадлежи към рода Brassica и е добре познат едногодишен кръстоцветен зеленчук, широко отглеждан в моята страна (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). През последните години мащабът на производство на китайски карфиол продължи да се разширява, а методът на отглеждане се промени от традиционното директно засяване към интензивно отглеждане на разсад и трансплантация. Въпреки това, в процеса на интензивно отглеждане на разсад и трансплантация, прекомерният растеж на хипокотила води до образуване на дългокраки разсади, което води до лошо качество на разсада. Следователно, контролирането на прекомерния растеж на хипокотила е належащ проблем при интензивното отглеждане на разсад и трансплантацията на китайско зеле. Понастоящем има малко проучвания, интегриращи транскриптомични и метаболомични данни, за да се изследва механизмът на удължаване на хипокотила. Молекулярният механизъм, чрез който хлорантазолът регулира разширяването на хипокотила в китайското зеле, все още не е проучен. Целта ни беше да идентифицираме кои гени и молекулярни пътища реагират на индуцираното от униконазол намаляване на растежа на хипокотила в китайското зеле. Използвайки транскриптомни и метаболомни анализи, както и анализ на еднохибридни дрожди, анализ с двойна луцифераза и анализ за вирусно-индуцирано генно заглушаване (VIGS), открихме, че униконазол може да индуцира намаляване на растежа на хипокотила в китайското зеле чрез инхибиране на биосинтеза на лигнин в разсад от китайско зеле. Нашите резултати предоставят нова информация за молекулярния регулаторен механизъм, чрез който униконазол инхибира удължаването на хипокотила в китайското зеле чрез инхибиране на биосинтеза на фенилпропаноиди, медиирано от модула BrbZIP39–BrPAL4. Тези резултати могат да имат важни практически последици за подобряване на качеството на търговския разсад и да допринесат за осигуряване на добива и качеството на зеленчуците.
Пълноразмерният BrbZIP39 ORF беше вмъкнат в pGreenll 62-SK за генериране на ефектора, а BrPAL4 промоторният фрагмент беше слят с pGreenll 0800 луциферазен (LUC) репортерния ген за генериране на репортерния ген. Векторите на ефекторния и репортерния ген бяха ко-трансформирани в листа от тютюн (Nicotiana benthamiana).
За да изясним връзките между метаболитите и гените, извършихме съвместен анализ на метаболома и транскриптома. Анализът на обогатяването на KEGG пътя показа, че DEG и DAM са ко-обогатени в 33 KEGG пътя (Фигура 5А). Сред тях пътят на „биосинтеза на фенилпропаноиди“ е най-значително обогатен; пътят на „фотосинтетична фиксация на въглерод“, пътят на „биосинтеза на флавоноиди“, пътят на „взаимопревръщане на пентоза-глюкуронова киселина“, пътят на „метаболизъм на триптофан“ и пътят на „метаболизъм на нишесте и захароза“ също са значително обогатени. Картата на топлинните клъстери (Фигура 5B) показва, че DAM, свързани с DEG, са разделени на няколко категории, сред които флавоноидите са най-голямата категория, което показва, че пътят на „биосинтеза на фенилпропаноиди“ играе ключова роля в хипокотилния нанизъм.
Авторите декларират, че изследването е проведено при липса на каквито и да било търговски или финансови взаимоотношения, които биха могли да се тълкуват като потенциален конфликт на интереси.
Всички мнения, изразени в тази статия, са единствено на автора и не отразяват непременно гледните точки на свързани организации, издатели, редактори или рецензенти. Всички продукти, оценени в тази статия, или твърдения, направени от техните производители, не са гарантирани или одобрени от издателя.
Време на публикуване: 24 март 2025 г.