Униконазолявляется триазоломрегулятор роста растенийкоторый широко используется для регулирования высоты растений и предотвращения чрезмерного роста проростков. Однако молекулярный механизм, с помощью которого униконазол ингибирует удлинение гипокотиля проростков, до сих пор неясен, и существует лишь несколько исследований, объединяющих данные транскриптома и метаболома для изучения механизма удлинения гипокотиля. В данной работе мы наблюдали, что униконазол значительно ингибировал удлинение гипокотиля у проростков китайской цветущей капусты. Интересно, что на основе объединенного анализа транскриптома и метаболома мы обнаружили, что униконазол значительно влиял 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, одногибридный и двугибридный анализы на дрожжах показали, что BrbZIP39 может напрямую связываться с промоторной областью BrPAL4 и активировать его транскрипцию. Система подавления экспрессии генов, индуцированная вирусом, дополнительно доказала, что BrbZIP39 может положительно регулировать удлинение гипокотиля китайской капусты и синтез гипокотильного лигнина. Результаты данного исследования открывают новые возможности для понимания молекулярного механизма регуляции клоконазола, ингибирующего удлинение гипокотиля китайской капусты. Впервые подтверждено, что клоконазол снижает содержание лигнина, ингибируя синтез фенилпропаноидов, опосредованный модулем BrbZIP39-BrPAL4, что приводит к карликовости гипокотиля у проростков 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 продолжают расширяться, и метод выращивания изменился с традиционного прямого посева на интенсивное выращивание рассады и пересадку. Однако в процессе интенсивного выращивания рассады и пересадки чрезмерный рост гипокотиля, как правило, приводит к образованию длинноногих сеянцев, что приводит к плохому качеству рассады. Поэтому контроль чрезмерного роста гипокотиля является насущной проблемой при интенсивном выращивании рассады и пересадке 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, до сих пор не изучен. Наша цель состояла в том, чтобы определить, какие гены и молекулярные пути отвечают за карликовость гипокотиля китайской капусты, вызванную униконазолом. Используя транскриптомный и метаболомный анализы, а также одногибридный анализ дрожжей, анализ двойной люциферазы и анализ подавления генов вирусами (VIGS), мы обнаружили, что униконазол может вызывать карликовость гипокотиля китайской капусты, ингибируя биосинтез лигнина в её рассаде. Наши результаты открывают новые возможности для понимания молекулярного регуляторного механизма, посредством которого униконазол ингибирует удлинение гипокотиля китайской капусты, ингибируя биосинтез фенилпропаноидов, опосредованный модулем BrbZIP39–BrPAL4. Эти результаты могут иметь важное практическое значение для повышения качества коммерческой рассады и обеспечения урожайности и качества овощей.
Полноразмерная ОРС BrbZIP39 была вставлена в pGreenll 62-SK для получения эффектора, а фрагмент промотора BrPAL4 был слит с репортерным геном люциферазы (LUC) pGreenll 0800 для получения репортерного гена. Векторы эффекторного и репортерного генов были котрансформированы в листья табака (Nicotiana benthamiana).
Для выяснения взаимосвязей метаболитов и генов мы провели совместный метаболомный и транскриптомный анализ. Анализ обогащения путей KEGG показал, что ДЭГ и ДАМ были совместно обогащены в 33 путях KEGG (рисунок 5А). Среди них, путь «биосинтеза фенилпропаноидов» был наиболее значительно обогащен; пути «фотосинтетической фиксации углерода», «биосинтеза флавоноидов», «взаимного превращения пентозо-глюкуроновой кислоты», «метаболизма триптофана» и «метаболизма крахмала-сахарозы» также были значительно обогащены. Карта кластеризации тепла (рисунок 5Б) показала, что ДАМ, связанные с ДЭГ, были разделены на несколько категорий, среди которых флавоноиды были самой большой категорией, что указывает на то, что путь «биосинтеза фенилпропаноидов» играет 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 данной статье, принадлежат исключительно автору и не обязательно отражают точку зрения аффилированных организаций, издателей, редакторов или рецензентов. Любые продукты, рассматриваемые в данной статье, или заявления их производителей не гарантируются и не одобряются издателем.
Время публикации: 24 марта 2025 г.