Униконазолявляется триазоломрегулятор роста растенийкоторый широко используется для регулирования высоты растений и предотвращения чрезмерного роста рассады. Однако молекулярный механизм, с помощью которого униконазол ингибирует удлинение гипокотиля рассады, до сих пор неясен, и существует лишь несколько исследований, которые объединяют данные транскриптома и метаболома для изучения механизма удлинения гипокотиля. Здесь мы наблюдали, что униконазол значительно ингибировал удлинение гипокотиля у рассады китайской цветущей капусты. Интересно, что на основе объединенного анализа транскриптома и метаболома мы обнаружили, что униконазол значительно повлиял на путь «биосинтеза фенилпропаноидов». В этом пути только один ген из семейства генов-регуляторов ферментов, BrPAL4, который участвует в биосинтезе лигнина, был значительно подавлен. Кроме того, одногибридные и двухгибридные анализы дрожжей продемонстрировали, что BrbZIP39 может напрямую связываться с промоторной областью BrPAL4 и активировать его транскрипцию. Система подавления генов, вызванная вирусом, дополнительно доказала, что BrbZIP39 может положительно регулировать удлинение гипокотиля китайской капусты и синтез лигнина гипокотиля. Результаты этого исследования дают новое представление о молекулярном регуляторном механизме клоконазола в ингибировании удлинения гипокотиля китайской капусты. Впервые было подтверждено, что клоконазол снижает содержание лигнина путем ингибирования синтеза фенилпропаноида, опосредованного модулем BrbZIP39-BrPAL4, тем самым приводя 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 известным однолетним крестоцветным овощем, широко выращиваемым в моей стране (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). В последние годы масштабы производства китайской цветной капусты продолжали расширяться, и метод выращивания изменился с традиционного прямого посева на интенсивное выращивание рассады и трансплантацию. Однако в процессе интенсивного выращивания рассады и трансплантации чрезмерный рост гипокотиля имеет тенденцию давать длинноногие сеянцы, что приводит к плохому качеству рассады. Поэтому контроль чрезмерного роста гипокотиля является актуальной проблемой в интенсивном выращивании рассады и трансплантации китайской капусты. В настоящее время существует мало исследований, интегрирующих данные транскриптомики и метаболомики для изучения механизма удлинения гипокотиля. Молекулярный механизм, с помощью которого хлорантазол регулирует расширение гипокотиля у китайской капусты, еще не изучен. Мы стремились определить, какие гены и молекулярные пути реагируют на вызванную униконазолом карликовость гипокотиля у китайской капусты. Используя транскриптомный и метаболомный анализы, а также одногибридный анализ дрожжей, двойной люциферазный анализ и анализ подавления генов, вызванного вирусом (VIGS), мы обнаружили, что униконазол может вызывать карликовость гипокотиля у китайской капусты, ингибируя биосинтез лигнина в рассаде китайской капусты. Наши результаты дают новое представление о молекулярном регуляторном механизме, с помощью которого униконазол ингибирует удлинение гипокотиля у китайской капусты посредством ингибирования биосинтеза фенилпропаноида, опосредованного модулем BrbZIP39–BrPAL4. Эти результаты могут иметь важные практические последствия для улучшения качества коммерческой рассады и способствовать обеспечению урожайности и качества овощей.
Полноразмерная ORF BrbZIP39 была вставлена в pGreenll 62-SK для генерации эффектора, а фрагмент промотора BrPAL4 был слит с геном-репортером люциферазы (LUC) pGreenll 0800 для генерации гена-репортера. Векторы генов-эффектора и репортера были совместно трансформированы в листья табака (Nicotiana benthamiana).
Для выяснения взаимосвязей метаболитов и генов мы провели совместный анализ метаболома и транскриптома. Анализ обогащения путей KEGG показал, что DEG и DAM были совместно обогащены в 33 путях KEGG (рисунок 5A). Среди них путь «биосинтеза фенилпропаноидов» был наиболее значительно обогащенным; путь «фотосинтетической фиксации углерода», путь «биосинтеза флавоноидов», путь «взаимного превращения пентозы и глюкуроновой кислоты», путь «метаболизма триптофана» и путь «метаболизма крахмала и сахарозы» также были значительно обогащены. Карта кластеризации тепла (рисунок 5B) показала, что DAM, связанные с DEG, были разделены на несколько категорий, среди которых флавоноиды были самой большой категорией, что указывает на то, что путь «биосинтеза фенилпропаноидов» играл решающую роль в карликовости гипокотиля.
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Все мнения, высказанные в этой статье, принадлежат исключительно автору и не обязательно отражают точку зрения аффилированных организаций, издателей, редакторов или рецензентов. Любые продукты, оцененные в этой статье, или заявления их производителей не гарантируются и не одобряются издателем.
Время публикации: 24-03-2025