Uniconazoleste un triazolregulator de creștere a plantelorcare este utilizat pe scară largă pentru a regla înălțimea plantelor și a preveni creșterea excesivă a răsadurilor. Cu toate acestea, mecanismul molecular prin care uniconazolul inhibă alungirea hipocotilului răsadurilor este încă neclar și există doar câteva studii care combină date transcriptomice și metabolomice pentru a investiga mecanismul alungirii hipocotilului. Aici, am observat că uniconazolul a inhibat semnificativ alungirea hipocotilului la răsadurile de varză chinezească cu flori. Interesant este că, pe baza analizei combinate a transcriptomice și metabolomice, am descoperit că uniconazolul a afectat semnificativ calea de „biosinteză a fenilpropanoidului”. În această cale, doar o genă din familia de gene reglatoare enzimatice, BrPAL4, care este implicată în biosinteza ligninei, a fost semnificativ reglată negativ. În plus, testele de drojdie cu un hibrid și doi hibridi au demonstrat că BrbZIP39 se poate lega direct de regiunea promotorului BrPAL4 și îi poate activa transcripția. Sistemul de silențiere genică indus de virus a dovedit în continuare că BrbZIP39 poate regla pozitiv alungirea hipocotilului la varza chinezească și sinteza ligninei hipocotile. Rezultatele acestui studiu oferă noi perspective asupra mecanismului de reglare moleculară al cloconazolului în inhibarea elongării hipocotilelor la varza chinezească. S-a confirmat pentru prima dată că cloconazolul a redus conținutul de lignină prin inhibarea sintezei fenilpropanoidelor mediate de modulul BrbZIP39-BrPAL4, ducând astfel la piticitatea hipocotilelor la răsadurile de varză chinezească.
Varza chinezească (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) aparține genului Brassica și este o legumă cruciferă anuală bine-cunoscută, cultivată pe scară largă în țara mea (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). În ultimii ani, scara de producție a conopidei chinezești a continuat să se extindă, iar metoda de cultivare s-a schimbat de la semănatul direct tradițional la cultura intensivă a răsadurilor și transplantare. Cu toate acestea, în procesul de cultură intensivă a răsadurilor și transplantare, creșterea excesivă a hipocotilului tinde să producă răsaduri lungi, rezultând o calitate slabă a răsadurilor. Prin urmare, controlul creșterii excesive a hipocotilului este o problemă presantă în cultura intensivă a răsadurilor și transplantarea verzei chinezești. În prezent, există puține studii care integrează date transcriptomice și metabolomice pentru a explora mecanismul de alungire a hipocotilului. Mecanismul molecular prin care clorantazolul reglează expansiunea hipocotilului la varza chinezească nu a fost încă studiat. Ne-am propus să identificăm ce gene și căi moleculare răspund la nanizarea hipocotilelor indusă de uniconazol la varza chinezească. Folosind analize transcriptomice și metabolomice, precum și analiza hibridă unică la drojdie, testul dual luciferază și testul de silențiere genică indusă de virus (VIGS), am descoperit că uniconazolul ar putea induce nanizarea hipocotilelor la varza chinezească prin inhibarea biosintezei ligninei la răsadurile de varză chinezească. Rezultatele noastre oferă noi perspective asupra mecanismului de reglare moleculară prin care uniconazolul inhibă alungirea hipocotilelor la varza chinezească prin inhibarea biosintezei fenilpropanoidului mediată de modulul BrbZIP39-BrPAL4. Aceste rezultate pot avea implicații practice importante pentru îmbunătățirea calității răsadurilor comerciale și pentru a contribui la asigurarea randamentului și calității legumelor.
ORF-ul BrbZIP39 de lungime completă a fost inserat în pGreenll 62-SK pentru a genera efectorul, iar fragmentul de promotor BrPAL4 a fost fuzionat cu gena reporter a luciferazei (LUC) pGreenll 0800 pentru a genera gena reporter. Vectorii efectorului și genei reporter au fost co-transformați în frunze de tutun (Nicotiana benthamiana).
Pentru a clarifica relațiile dintre metaboliți și gene, am efectuat o analiză comună a metabolomului și transcriptomului. Analiza de îmbogățire a căii KEGG a arătat că DEG-urile și DAM-urile au fost co-îmbogățite în 33 de căi KEGG (Figura 5A). Printre acestea, calea de „biosinteză a fenilpropanoidului” a fost cea mai semnificativ îmbogățită; calea de „fixare fotosintetică a carbonului”, calea de „biosinteză a flavonoidelor”, calea de „interconversie a acidului pentoză-glucuronic”, calea de „metabolism al triptofanului” și calea de „metabolism al amidonului-zaharoză” au fost, de asemenea, semnificativ îmbogățite. Harta de grupare a căldurii (Figura 5B) a arătat că DAM-urile asociate cu DEG-urile au fost împărțite în mai multe categorii, dintre care flavonoidele au fost cea mai mare categorie, indicând faptul că calea de „biosinteză a fenilpropanoidului” a jucat un rol crucial în nanismul hipocotil.
Autorii declară că studiul a fost realizat în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.
Toate opiniile exprimate în acest articol aparțin exclusiv autorului și nu reflectă neapărat opiniile organizațiilor afiliate, ale editorilor, editorilor sau recenzorilor. Produsele evaluate în acest articol sau afirmațiile făcute de producătorii acestora nu sunt garantate sau aprobate de editor.
Data publicării: 24 martie 2025