Uniconazoler en triazolplantevækstregulatorder er meget brugt til at regulere plantehøjden og forhindre kimplanteovervækst. Imidlertid er den molekylære mekanisme, hvormed uniconazol hæmmer kimplantehypokotylforlængelse, stadig uklar, og der er kun få undersøgelser, der kombinerer transkriptom- og metabolomdata for at undersøge mekanismen for hypokotylforlængelse. Her observerede vi, at uniconazol signifikant hæmmede hypokotylforlængelse i kinesisk blomstrende kålfrøplanter. Interessant nok, baseret på den kombinerede transkriptom- og metabolomanalyse fandt vi, at uniconazol signifikant påvirkede "phenylpropanoid biosyntese"-vejen. I denne vej blev kun ét gen fra den enzymregulerende genfamilie, BrPAL4, som er involveret i ligninbiosyntese, signifikant nedreguleret. Derudover viste gær en-hybrid- og to-hybrid-assays, at BrbZIP39 direkte kunne binde til promotorregionen af BrPAL4 og aktivere dets transkription. Det virus-inducerede gendæmpningssystem beviste yderligere, at BrbZIP39 positivt kunne regulere hypocotylforlængelse af kinakål og hypocotylligninsyntese. Resultaterne af denne undersøgelse giver ny indsigt i den molekylære reguleringsmekanisme af cloconazol til at hæmme hypocotyl forlængelse af kinakål. Det blev bekræftet for første gang, at cloconazol reducerede ligninindholdet ved at hæmme phenylpropanoid-syntese medieret af BrbZIP39-BrPAL4-modulet, hvilket førte til hypocotyl-dværgdannelse i kinakålfrøplanter.
Kinesisk kål (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) tilhører slægten Brassica og er en velkendt enårig korsblomstret grøntsag, der dyrkes bredt i mit land (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). I de senere år er produktionsskalaen for kinesisk blomkål blevet ved med at vokse, og dyrkningsmetoden har ændret sig fra den traditionelle direkte såning til intensiv frøplantekultur og -transplantation. I processen med intensiv frøplantekultur og -transplantation har overdreven hypocotylvækst dog en tendens til at producere lange frøplanter, hvilket resulterer i dårlig frøplantekvalitet. Derfor er bekæmpelse af overdreven hypocotylvækst et presserende spørgsmål i intensiv frøplantekultur og transplantation af kinakål. I øjeblikket er der få undersøgelser, der integrerer transkriptomiske og metabolomiske data for at udforske mekanismen for hypokotylforlængelse. Den molekylære mekanisme, hvorved chlorantazol regulerer hypokotyludvidelse i kinakål, er endnu ikke blevet undersøgt. Vi havde til formål at identificere, hvilke gener og molekylære veje, der reagerer på uniconazol-induceret hypocotyl-dværgdannelse i kinakål. Ved at bruge transkriptom- og metabolomiske analyser samt gær-one-hybrid-analyse, dobbelt luciferase-assay og virus-induceret gendæmpning (VIGS)-assay fandt vi ud af, at uniconazol kunne inducere hypocotyl-dværgdannelse i kinakål ved at hæmme ligninbiosyntesen i kinakålfrø. Vores resultater giver ny indsigt i den molekylære reguleringsmekanisme, hvorved uniconazol hæmmer hypokotylforlængelse i kinakål gennem hæmning af phenylpropanoidbiosyntese medieret af BrbZIP39-BrPAL4-modulet. Disse resultater kan have vigtige praktiske konsekvenser for at forbedre kvaliteten af kommercielle frøplanter og bidrage til at sikre udbyttet og kvaliteten af grøntsager.
BrbZIP39 ORF'en i fuld længde blev indsat i pGreenll 62-SK for at generere effektoren, og BrPAL4-promotorfragmentet blev fusioneret til pGreenll 0800 luciferase (LUC) reportergenet for at generere reportergenet. Effektor- og reportergenvektorerne blev co-transformeret til tobaksblade (Nicotiana benthamiana).
For at afklare forholdet mellem metabolitter og gener udførte vi en fælles metabolom- og transkriptomanalyse. KEGG pathway berigelse analyse viste, at DEG'er og DAM'er blev co-beriget i 33 KEGG pathways (figur 5A). Blandt dem var "phenylpropanoid biosyntese"-vejen den mest signifikant berigede; "fotosyntetisk kulstoffiksering"-vejen, "flavonoid-biosyntese"-vejen, "pentose-glucuronsyre-interkonvertering"-vejen, "tryptofan-metabolisme"-vejen og "stivelse-saccharose-metabolisme"-vejen blev også signifikant beriget. Varmeklyngekortet (figur 5B) viste, at DAM'erne forbundet med DEG'er blev opdelt i flere kategorier, blandt hvilke flavonoider var den største kategori, hvilket indikerer, at "phenylpropanoid biosyntese"-vejen spillede en afgørende rolle i hypocotyl dværgvækst.
Forfatterne erklærer, at undersøgelsen blev udført i fravær af nogen kommercielle eller finansielle relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.
Alle meninger udtrykt i denne artikel er udelukkende forfatterens og afspejler ikke nødvendigvis synspunkter fra tilknyttede organisationer, udgivere, redaktører eller anmeldere. Eventuelle produkter vurderet i denne artikel eller påstande fra deres producenter er ikke garanteret eller godkendt af udgiveren.
Post tid: Mar-24-2025