Uniconazoler en triazolplantevækstregulatorder er meget anvendt til at regulere plantehøjde og forhindre overvækst af kimplanter. Den molekylære mekanisme, hvorved unikonazol hæmmer kimstamforlængelsen af kimplanterne, er dog stadig uklar, og der er kun få studier, der kombinerer transkriptom- og metabolomdata for at undersøge mekanismen bag hypokimstamforlængelsen. Her observerede vi, at unikonazol signifikant hæmmede hypokimstamforlængelsen i kinesiske blomstrende kålplanter. Interessant nok fandt vi, baseret på den kombinerede transkriptom- og metabolomanalyse, at unikonazol signifikant påvirkede "phenylpropanoidbiosyntese"-vejen. I denne vej var kun ét gen fra den enzymregulerende genfamilie, BrPAL4, som er involveret i ligninbiosyntese, signifikant nedreguleret. Derudover viste gær-en-hybrid- og to-hybrid-analyser, at BrbZIP39 kunne binde direkte til promotorregionen af BrPAL4 og aktivere dens transkription. Det virusinducerede gensilencingssystem beviste yderligere, at BrbZIP39 positivt kunne regulere hypokimstamforlængelsen af kinesisk kål og hypokimstamligninsyntese. Resultaterne af dette studie giver ny indsigt i cloconazols molekylære reguleringsmekanisme i hæmning af hypokotylforlængelse i kinakål. Det blev for første gang bekræftet, at cloconazol reducerede ligninindholdet ved at hæmme phenylpropanoidsyntese medieret af BrbZIP39-BrPAL4-modulet, hvilket fører til hypokotyldværgdannelse i kinakålsplanter.
Kinakål (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) tilhører slægten Brassica og er en velkendt etårig korsblomstret grøntsag, der dyrkes i vid udstrækning i mit land (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). I de senere år er produktionsskalaen af kinesisk blomkål fortsat med at vokse, og dyrkningsmetoden har ændret sig fra traditionel direkte såning til intensiv kimplantedyrkning og omplantning. I processen med intensiv kimplantedyrkning og omplantning har overdreven hypokotylvækst dog en tendens til at producere langbenede kimplanter, hvilket resulterer i dårlig kimplantekvalitet. Derfor er kontrol af overdreven hypokotylvækst et presserende problem i intensiv kimplantedyrkning og omplantning af kinakål. I øjeblikket er der få undersøgelser, der integrerer transkriptomiske og metabolomiske data for at undersøge mekanismen for hypokotylforlængelse. Den molekylære mekanisme, hvorved chlorantazol regulerer hypokotylekspansion i kinakål, er endnu ikke blevet undersøgt. Vi havde til formål at identificere, hvilke gener og molekylære veje der reagerer på unikonazol-induceret hypokotyldværgdannelse i kinakål. Ved hjælp af transkriptom- og metabolomiske analyser, såvel som yeast one-hybrid analyse, dual luciferase assay og virus-induced gene silencing (VIGS) assay, fandt vi, at unikonazol kunne inducere hypocotyl dværgdannelse i kinakål ved at hæmme ligninbiosyntese i kinakålsplanter. Vores resultater giver ny indsigt i den molekylære reguleringsmekanisme, hvorved unikonazol hæmmer hypocotylforlængelse i kinakål ved at hæmme phenylpropanoidbiosyntese medieret af BrbZIP39-BrPAL4-modulet. Disse resultater kan have vigtige praktiske implikationer for at forbedre kvaliteten af kommercielle planter og bidrage til at sikre udbyttet og kvaliteten af grøntsager.
BrbZIP39 ORF 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-berigelsesanalyse viste, at DEG'er og DAM'er var koberiget i 33 KEGG-veje (Figur 5A). Blandt dem var "phenylpropanoidbiosyntese"-vejen den mest signifikant berigede; "fotosyntetisk kulstoffiksering"-vejen, "flavonoidbiosyntese"-vejen, "pentose-glucuronsyre-interkonversions"-vejen, "tryptophanmetabolisme"-vejen og "stivelse-sukrosemetabolisme"-vejen var også signifikant berigede. Varmeklyngekortet (Figur 5B) viste, at de DAM'er, der var forbundet med DEG'er, var opdelt i flere kategorier, hvoraf flavonoider var den største kategori, hvilket indikerer, at "phenylpropanoidbiosyntese"-vejen spillede en afgørende rolle i hypokotyldværgvækst.
Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført uden kommercielle eller økonomiske forbindelser, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.
Alle meninger udtrykt i denne artikel er udelukkende forfatterens egne og afspejler ikke nødvendigvis synspunkterne hos tilknyttede organisationer, udgivere, redaktører eller anmeldere. Produkter, der evalueres i denne artikel, eller påstande fremsat af deres producenter er ikke garanteret eller godkendt af udgiveren.
Opslagstidspunkt: 24. marts 2025