Униконазолявляется триазоломрегулятор роста растенийУниконазол широко используется для регулирования высоты растений и предотвращения чрезмерного роста сеянцев. Однако молекулярный механизм, посредством которого униконазол ингибирует удлинение гипокотиля сеянцев, до сих пор неясен, и существует лишь несколько исследований, которые объединяют данные транскриптома и метаболома для изучения механизма удлинения гипокотиля. В данном исследовании мы наблюдали, что униконазол значительно ингибирует удлинение гипокотиля у сеянцев китайской цветной капусты. Интересно, что на основе комбинированного анализа транскриптома и метаболома мы обнаружили, что униконазол значительно влияет на путь «биосинтеза фенилпропаноидов». В этом пути только один ген из семейства генов, регулирующих ферменты, BrPAL4, участвующий в биосинтезе лигнина, был значительно подавлен. Кроме того, дрожжевые одногибридные и двухгибридные анализы показали, что BrbZIP39 может напрямую связываться с промоторной областью BrPAL4 и активировать его транскрипцию. Система подавления генов, индуцированная вирусом, дополнительно подтвердила, что BrbZIP39 может положительно регулировать удлинение гипокотиля китайской капусты и синтез лигнина в гипокотиле. Результаты этого исследования дают новое понимание молекулярного механизма регуляции клоконазола в ингибировании удлинения гипокотиля китайской капусты. Впервые было подтверждено, что клоконазол снижает содержание лигнина, ингибируя синтез фенилпропаноидов, опосредованный модулем BrbZIP39-BrPAL4, что приводит к карликовости гипокотиля у рассады китайской капусты.
Китайская капуста (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) относится к роду Brassica и является хорошо известным однолетним крестоцветным овощем, широко выращиваемым в нашей стране (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). В последние годы масштабы производства китайской цветной капусты продолжают расширяться, а методы выращивания изменились от традиционного прямого посева к интенсивному выращиванию рассады и пересадке. Однако в процессе интенсивного выращивания рассады и пересадки чрезмерный рост гипокотиля приводит к вытягиванию рассады, что ухудшает ее качество. Поэтому контроль чрезмерного роста гипокотиля является актуальной проблемой в интенсивном выращивании рассады и пересадке китайской капусты. В настоящее время существует немного исследований, интегрирующих данные транскриптомики и метаболомики для изучения механизма удлинения гипокотиля. Молекулярный механизм, посредством которого хлорантазол регулирует расширение гипокотиля у китайской капусты, еще не изучен. Наша цель состояла в том, чтобы определить, какие гены и молекулярные пути реагируют на вызванное униконазолом уменьшение длины гипокотиля у китайской капусты. Используя транскриптомный и метаболомный анализы, а также дрожжевой одногибридный анализ, анализ двойной люциферазы и анализ подавления генов, индуцированного вирусом (VIGS), мы обнаружили, что униконазол может вызывать уменьшение длины гипокотиля у китайской капусты путем ингибирования биосинтеза лигнина в рассаде китайской капусты. Наши результаты дают новое понимание молекулярного механизма регуляции, посредством которого униконазол ингибирует удлинение гипокотиля у китайской капусты путем ингибирования биосинтеза фенилпропаноидов, опосредованного модулем BrbZIP39–BrPAL4. Эти результаты могут иметь важное практическое значение для улучшения качества коммерческой рассады и содействия обеспечению урожайности и качества овощей.
Полноразмерная ORF BrbZIP39 была вставлена в pGreenll 62-SK для создания эффектора, а фрагмент промотора BrPAL4 был слит с репортерным геном люциферазы (LUC) pGreenll 0800 для создания репортерного гена. Векторы эффектора и репортерного гена были совместно трансформированы в листья табака (Nicotiana benthamiana).
Для уточнения взаимосвязей метаболитов и генов мы провели совместный анализ метаболома и транскриптома. Анализ обогащения путей KEGG показал, что дифференциально экспрессирующиеся гены (DEGs) и гены, ассоциированные с дефицитом митохондриальной активности (DAMs), были совместно обогащены в 33 путях KEGG (рис. 5A). Среди них наиболее значимо обогащенным был путь «биосинтез фенилпропаноидов»; также были значительно обогащены пути «фотосинтетической фиксации углерода», «биосинтеза флавоноидов», «превращения пентозы в глюкуроновую кислоту», «метаболизма триптофана» и «метаболизма крахмала и сахарозы». Карта кластеризации (рис. 5B) показала, что гены, ассоциированные с дефицитом митохондриальной активности (DAMs), были разделены на несколько категорий, среди которых флавоноиды составляли самую большую категорию, что указывает на решающую роль пути «биосинтеза фенилпропаноидов» в развитии карликовости гипокотиля.
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых связей, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Все мнения, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не обязательно отражают взгляды аффилированных организаций, издателей, редакторов или рецензентов. Издатель не гарантирует и не подтверждает достоверность каких-либо продуктов, оцененных в этой статье, или заявлений их производителей.
Дата публикации: 24 марта 2025 г.