Униконазоле триазолрегулатор на растежа на растениятакойто се използва широко за регулиране на височината на растенията и предотвратяване на свръхрастеж на разсад. Въпреки това, молекулярният механизъм, чрез който униконазол инхибира удължаването на хипокотила на разсада, все още е неясен и има само няколко проучвания, които комбинират транскриптомни и метаболомни данни, 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 транскриптомен и метаболомен анализ, ние открихме, че униконазол значително повлиява пътя на „биосинтеза на фенилпропаноид“. В този път само един ген от семейството на ензимните регулаторни гени, BrPAL4, който участва в биосинтезата на лигнин, беше значително понижен. В допълнение, еднохибридни и двухибридни анализи на дрожди показват, че BrbZIP39 може директно да се свърже с промоторната област на BrPAL4 и да активира нейната транскрипция. Индуцираната от вируса система за заглушаване на гени допълнително доказа, че BrbZIP39 може да регулира положително удължаването на хипокотила на китайското зеле и синтеза на хипокотилен лигнин. Резултатите от това проучване предоставят нови прозрения за молекулярния регулаторен механизъм на клоконазол при инхибиране на удължаването на хипокотила на китайското зеле. За първи път беше потвърдено, че клоконазолът намалява съдържанието на лигнин чрез инхибиране на синтеза на фенилпропаноид, медииран от BrbZIP39-BrPAL4 модул, като по този начин води до намаляване на хипокотила в разсад от китайско зеле.
Китайското зеле (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) принадлежи към рода Brassica и е добре известен 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 и 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 хипокотил има тенденция да произвежда дългокраки разсад, което води до лошо качество на разсада. Следователно контролирането на прекомерния растеж на хипокотила е неотложен проблем при интензивното отглеждане на разсад и трансплантацията на китайско зеле. Понастоящем има малко проучвания, интегриращи транскриптомични и метаболомични данни за изследване на механизма на удължаване на хипокотила. Молекулярният механизъм, чрез който хлорантазолът регулира разширяването на хипокотила в китайското зеле, все още не е проучен. Имахме за цел да идентифицираме кои гени и молекулярни пътища реагират на индуцираното от униконазол хипокотилно намаление в китайското зеле. Използвайки транскриптомни и метаболомни анализи, както и еднохибриден анализ на дрожди, двоен луциферазен анализ и вирусно-индуцирано генно заглушаване (VIGS), ние открихме, че униконазол може да индуцира намаляване на хипокотила в китайското зеле чрез инхибиране на биосинтезата на лигнин в разсад от китайско зеле. Нашите резултати предоставят нови прозрения за молекулярния регулаторен механизъм, чрез който униконазол инхибира удължаването на хипокотила в китайското зеле чрез инхибиране на биосинтезата на фенилпропаноид, медиирана от модула BrbZIP39–BrPAL4. Тези резултати могат да имат важно практическо значение за подобряване на качеството на търговския разсад и допринасяне за осигуряване на добива и качеството на зеленчуците.
BrbZIP39 ORF с пълна дължина се вмъква в pGreenll 62-SK за генериране на ефектора и BrPAL4 промоторният фрагмент се слива с pGreenll 0800 луциферазен (LUC) репортерен 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 на метаболитите и гените, направихме съвместен метаболомен и транскриптомен анализ. Анализът на обогатяването на пътя на KEGG показа, че DEGs и DAMs са съвместно обогатени в 33 пътя на KEGG (Фигура 5А). Сред тях пътят на „биосинтеза на фенилпропаноид“ е най-значително обогатен; пътят на „фотосинтетична въглеродна фиксация“, пътят на „биосинтеза на флавоноиди“, пътят на „взаимопреобразуване на пентоза-глюкуронова киселина“, пътят на „метаболизъм на триптофан“ и пътят на „метаболизъм на нишесте-захароза“ също бяха значително обогатени. Картата на топлинното клъстериране (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 фенилпропаноид“ играе решаваща роля в хипокотилния нанизъм.
Авторите декларират, че изследването е проведено при липса на търговски или финансови взаимоотношения, които биха могли да се тълкуват като потенциален конфликт на интереси.
Всички мнения, изразени в тази статия, са само тези на автора и не отразяват непременно възгледите 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