Unikonazolje triazolregulator rasta biljakakoji se naširoko koristi za regulaciju visine biljaka i sprječavanje pretjeranog rasta sadnica. Međutim, molekularni mehanizam kojim unikonazol inhibira produljenje hipokotila klijanaca je još uvijek nejasan, a postoji samo nekoliko studija koje kombiniraju podatke o transkriptomu i metabolomu kako bi se istražio mehanizam produljenja hipokotila. Ovdje smo primijetili da unikonazol značajno inhibira izduživanje hipokotila u sadnicama kineskog kupusa. Zanimljivo je da smo na temelju kombinirane analize transkriptoma i metaboloma otkrili da unikonazol značajno utječe na put "biosinteze fenilpropanoida". U ovom putu, samo je jedan gen iz obitelji enzimskih regulatornih gena, BrPAL4, koji je uključen u biosintezu lignina, bio značajno smanjen. Uz to, jednohibridni i dvohibridni testovi kvasca pokazali su da se BrbZIP39 može izravno vezati na regiju promotora BrPAL4 i aktivirati njegovu transkripciju. Sustav za utišavanje gena izazvan virusom dodatno je dokazao da BrbZIP39 može pozitivno regulirati produljenje hipokotila kineskog kupusa i sintezu hipokotila lignina. Rezultati ove studije daju nove uvide u molekularni regulatorni mehanizam klokonazola u inhibiciji produženja hipokotila kineskog kupusa. Prvi put je potvrđeno da klokonazol smanjuje sadržaj lignina inhibicijom sinteze fenilpropanoida posredovane BrbZIP39-BrPAL4 modulom, što dovodi do patuljastosti hipokotila u presadnicama kineskog kupusa.
Kineski kupus (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) pripada rodu Brassica i dobro je poznato jednogodišnje križasto povrće koje se široko uzgaja u mojoj zemlji (Wang i sur., 2022; Yue i sur., 2022). Posljednjih godina, opseg proizvodnje kineske cvjetače nastavio se širiti, a metoda uzgoja se promijenila od tradicionalne izravne sjetve do intenzivne kulture presadnica i presađivanja. Međutim, u procesu intenzivnog uzgoja presadnica i presađivanja, prekomjerni rast hipokotila stvara dugonoge presadnice, što rezultira lošom kvalitetom presadnica. Stoga je kontrola prekomjernog rasta hipokotila hitan problem u intenzivnom uzgoju presadnica i presađivanju kineskog kupusa. Trenutačno postoji nekoliko studija koje integriraju podatke o transkriptomici i metabolomici da bi se istražio mehanizam produljenja hipokotila. Molekularni mehanizam kojim klorantazol regulira ekspanziju hipokotila u kineskom kupusu još nije istražen. Želja nam je bila identificirati koji geni i molekularni putovi reagiraju na unikonazolom izazvano smanjenje hipokotila u kineskom kupusu. Korištenjem transkriptomske i metabolomske analize, kao i analize jednog hibrida kvasca, analize dvojne luciferaze i analize utišavanja gena izazvane virusom (VIGS), otkrili smo da unikonazol može inducirati smanjenje hipokotila u kineskom kupusu inhibicijom biosinteze lignina u sadnicama kineskog kupusa. Naši rezultati daju nove uvide u molekularni regulacijski mehanizam kojim unikonazol inhibira produljenje hipokotila u kineskom kupusu putem inhibicije biosinteze fenilpropanoida posredovane BrbZIP39–BrPAL4 modulom. Ovi rezultati mogu imati važne praktične implikacije za poboljšanje kvalitete komercijalnih sadnica i doprinos osiguravanju prinosa i kvalitete povrća.
BrbZIP39 ORF pune duljine umetnut je u pGreenll 62-SK za generiranje efektora, a BrPAL4 promotorski fragment spojen je s pGreenll 0800 luciferazom (LUC) reporterskim genom za generiranje reporterskog gena. Vektori efektorskog i reporterskog gena ko-transformirani su u listove duhana (Nicotiana benthamiana).
Kako bismo razjasnili odnose metabolita i gena, proveli smo zajedničku analizu metaboloma i transkriptoma. Analiza obogaćivanja KEGG puta pokazala je da su DEG i DAM obogaćeni zajedno u 33 KEGG puta (Slika 5A). Među njima je najznačajnije obogaćen put "biosinteze fenilpropanoida"; značajno su obogaćeni i put „fotosintetske fiksacije ugljika“, put „biosinteze flavonoida“, put „interkonverzije pentoze i glukuronske kiseline“, put „metabolizma triptofana“ i put „metabolizma škroba i saharoze“. Mapa klasteriranja topline (Slika 5B) pokazala je da su DAM-ovi povezani s DEG-ima podijeljeni u nekoliko kategorija, među kojima su flavonoidi bili najveća kategorija, što ukazuje da je put "biosinteze fenilpropanoida" igrao ključnu ulogu u hipokotilnom patuljastom rastom.
Autori izjavljuju da je istraživanje provedeno u nedostatku bilo kakvih komercijalnih ili financijskih odnosa koji bi se mogli protumačiti kao potencijalni sukob interesa.
Sva mišljenja izražena u ovom članku isključivo su mišljenja autora i ne odražavaju nužno stavove pridruženih organizacija, izdavača, urednika ili recenzenata. Izdavač ne jamči niti podržava sve proizvode ocijenjene u ovom članku ili tvrdnje njihovih proizvođača.
Vrijeme objave: 24. ožujka 2025