Unikonazoler en triazolplantevekstregulatorsom er mye brukt for å regulere plantehøyden og forhindre overvekst av frøplanter. Imidlertid er den molekylære mekanismen som uniconazol hemmer frøplantehypokotylforlengelse fortsatt uklar, og det er bare noen få studier som kombinerer transkriptom- og metabolomdata for å undersøke mekanismen for hypokotylforlengelse. Her observerte vi at unikonazol signifikant hemmet hypokotylforlengelse i kinablomstrende kålfrøplanter. Interessant nok, basert på den kombinerte transkriptom- og metabolomanalysen, fant vi at uniconazol signifikant påvirket "fenylpropanoid biosyntese" -veien. I denne veien ble bare ett gen av den enzymregulerende genfamilien, BrPAL4, som er involvert i ligninbiosyntesen, betydelig nedregulert. I tillegg viste gjær en-hybrid- og to-hybrid-analyser at BrbZIP39 direkte kunne binde seg til promoterregionen til BrPAL4 og aktivere transkripsjonen. Det virusinduserte gendempingssystemet beviste videre at BrbZIP39 positivt kunne regulere hypokotylforlengelse av kinakål og hypokotylligninsyntese. Resultatene av denne studien gir ny innsikt i den molekylære reguleringsmekanismen til klokonazol for å hemme hypokotylforlengelse av kinakål. Det ble bekreftet for første gang at klokonazol reduserte lignininnholdet ved å hemme fenylpropanoidsyntese mediert av BrbZIP39-BrPAL4-modulen, og dermed føre til hypokotyldverging i kinakålfrøplanter.
Kinesisk kål (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) tilhører slekten Brassica og er en velkjent årlig korsblomstgrønnsak som dyrkes mye i mitt land (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). De siste årene har produksjonsskalaen til kinesisk blomkål fortsatt å utvide seg, og dyrkingsmetoden har endret seg fra tradisjonell direktesåing til intensiv frøplantekultur og transplantasjon. Imidlertid, i prosessen med intensiv frøplantekultur og transplantasjon, har overdreven hypokotylvekst en tendens til å produsere langbenede frøplanter, noe som resulterer i dårlig frøplantekvalitet. Derfor er kontroll av overdreven hypokotylvekst et presserende problem i intensiv frøplantekultur og transplantasjon av kinakål. For tiden er det få studier som integrerer transkriptomikk og metabolomikkdata for å utforske mekanismen for hypokotylforlengelse. Den molekylære mekanismen som klorantazol regulerer hypokotylekspansjon i kinakål er ennå ikke studert. Vi hadde som mål å identifisere hvilke gener og molekylære veier som reagerer på uniconazol-indusert hypokotyldverging i kinakål. Ved å bruke transkriptom- og metabolomiske analyser, samt gjær-en-hybridanalyse, dobbel luciferaseanalyse og virusindusert gendemping (VIGS) -analyse, fant vi at unikonazol kunne indusere hypokotyldverging i kinakål ved å hemme ligninbiosyntesen i kinakålfrø. Resultatene våre gir ny innsikt i den molekylære reguleringsmekanismen som uniconazol hemmer hypokotylforlengelse i kinakål gjennom å hemme fenylpropanoidbiosyntese mediert av BrbZIP39–BrPAL4-modulen. Disse resultatene kan ha viktige praktiske implikasjoner for å forbedre kvaliteten på kommersielle frøplanter og bidra til å sikre utbytte og kvalitet på grønnsaker.
BrbZIP39 ORF i full lengde ble satt inn i pGreenll 62-SK for å generere effektoren, og BrPAL4-promoterfragmentet ble fusjonert til pGreenll 0800 luciferase (LUC) reportergenet for å generere reportergenet. Effektor- og reportergenvektorene ble ko-transformert til tobakksblader (Nicotiana benthamiana).
For å klargjøre forholdene mellom metabolitter og gener, utførte vi en felles metabolom- og transkriptomanalyse. KEGG-baneanrikningsanalyse viste at DEG-er og DAM-er ble co-anriket i 33 KEGG-veier (figur 5A). Blant dem var «phenylpropanoid biosynthesis»-veien den mest betydelig beriket; «fotosyntetisk karbonfikseringsvei», «flavonoidbiosyntese»-veien, «pentose-glukuronsyre-interkonversjon»-veien, «tryptofanmetabolisme»-veien og «stivelse-sukrosemetabolisme»-veien ble også betydelig beriket. Varmeklyngekartet (Figur 5B) viste at DAM-ene assosiert med DEG-er ble delt inn i flere kategorier, blant hvilke flavonoider var den største kategorien, noe som indikerer at "fenylpropanoid-biosyntese"-veien spilte en avgjørende rolle i hypokotyldvergvekst.
Forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller økonomiske forhold som kan tolkes som en potensiell interessekonflikt.
Alle meninger som uttrykkes i denne artikkelen er utelukkende forfatterens og reflekterer ikke nødvendigvis synspunktene til tilknyttede organisasjoner, utgivere, redaktører eller anmeldere. Eventuelle produkter evaluert i denne artikkelen eller påstander fra produsentene er ikke garantert eller godkjent av utgiveren.
Innleggstid: 24. mars 2025