Unikonazolegy triazolnövényi növekedésszabályozó...amelyet széles körben használnak a növénymagasság szabályozására és a palánták túlnövekedésének megakadályozására. Azonban az unikonazol hipokotil-megnyúlásának molekuláris mechanizmusa még mindig nem tisztázott, és csak néhány tanulmány foglalkozik a transzkriptom és a metabolom adatok kombinálásával a hipokotil-megnyúlás mechanizmusának vizsgálatára. Jelen tanulmányban azt figyeltük meg, hogy az unikonazol jelentősen gátolta a hipokotil-megnyúlást a kínai virágos káposzta palántáiban. Érdekes módon, a kombinált transzkriptom és metabolom elemzés alapján azt találtuk, hogy az unikonazol jelentősen befolyásolta a „fenilpropanoid bioszintézis” útvonalat. Ebben az útvonalban az enzimszabályozó géncsaládból csak egy gén, a lignin bioszintézisben részt vevő BrPAL4 volt szignifikánsan leszabályozott. Ezenkívül az élesztő egyhibrid és kéthibrid vizsgálatai kimutatták, hogy a BrbZIP39 közvetlenül kötődhet a BrPAL4 promóter régiójához és aktiválhatja annak transzkripcióját. A vírus által indukált géncsendesítő rendszer tovább bizonyította, hogy a BrbZIP39 pozitívan szabályozhatja a kínai káposzta hipokotil-megnyúlását és a hipokotil-lignin szintézisét. A vizsgálat eredményei új ismereteket nyújtanak a klokonazol molekuláris szabályozó mechanizmusáról a kínai káposzta hipokotil-megnyúlásának gátlásában. Elsőként igazolták, hogy a klokonazol a BrbZIP39-BrPAL4 modul által közvetített fenilpropanoid szintézis gátlásával csökkenti a lignintartalmat, ezáltal hipokotil törpülést okoz a kínai kel palántáiban.
A kínai kel (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) a Brassica nemzetségbe tartozik, és egy jól ismert egynyári keresztesvirágú zöldség, amelyet széles körben termesztenek hazánkban (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Az utóbbi években a kínai karfiol termesztési mennyisége folyamatosan bővült, és a termesztési módszer a hagyományos közvetlen vetésről az intenzív palántanevelésre és átültetésre változott. Az intenzív palántanevelés és átültetés során azonban a túlzott hipokotil-növekedés hosszú palántákat eredményez, ami gyenge palántaminőséget eredményez. Ezért a túlzott hipokotil-növekedés szabályozása sürgető kérdés a kínai kel intenzív palántanevelésében és átültetésében. Jelenleg kevés olyan tanulmány foglalkozik, amely transzkriptomikai és metabolomikai adatokat integrál a hipokotil-megnyúlás mechanizmusának feltárására. A molekuláris mechanizmust, amellyel a klorantazol szabályozza a hipokotil-expanziót a kínai kelben, még nem vizsgálták. Célunk annak azonosítása volt, hogy mely gének és molekuláris útvonalak reagálnak az unikonazol által kiváltott hipokotil-törpülésre a kínai kelben. Transzkriptom és metabolomikai elemzések, valamint élesztő egyhibrid analízis, kettős luciferáz assay és vírusindukált géncsendesítés (VIGS) assay segítségével megállapítottuk, hogy az unikonazol hipokotil törpülést okozhat a kínai kelben a lignin bioszintézis gátlásával a kínai kel palántákban. Eredményeink új ismereteket nyújtanak arról a molekuláris szabályozó mechanizmusról, amely révén az unikonazol gátolja a hipokotil megnyúlását a kínai kelben a BrbZIP39–BrPAL4 modul által közvetített fenilpropanoid bioszintézis gátlásán keresztül. Ezek az eredmények fontos gyakorlati következményekkel járhatnak a kereskedelmi célú palánták minőségének javítása, valamint a zöldségek terméshozamának és minőségének biztosításához való hozzájárulás szempontjából.
A teljes hosszúságú BrbZIP39 ORF-et a pGreenll 62-SK plazmidba inszertáltuk az effektor létrehozásához, majd a BrPAL4 promoterfragmentumot a pGreenll 0800 luciferáz (LUC) riportergénhez fuzionáltuk a riportergén létrehozásához. Az effektor- és riportergén-vektorokat dohány (Nicotiana benthamiana) levelekbe transzformáltuk.
A metabolitok és a gének kapcsolatának tisztázása érdekében közös metabolom- és transzkriptom-elemzést végeztünk. A KEGG-útvonal dúsulási elemzése kimutatta, hogy a differenciálódott enzimek (DEG-ek) és a DAM-ok 33 KEGG-útvonalban együttesen dúsultak fel (5A. ábra). Ezek közül a „fenilpropanoid-bioszintézis” útvonal volt a legjelentősebben dúsult fel; a „fotoszintetikus szénfixációs” útvonal, a „flavonoid-bioszintézis” útvonal, a „pentóz-glükuronsav interkonverziós” útvonal, a „triptofán-anyagcsere” útvonal és a „keményítő-szacharóz anyagcsere” útvonal szintén jelentősen dúsult fel. A hőcsoportosulási térkép (5B. ábra) azt mutatta, hogy a DEG-ekkel kapcsolatos DAM-ok több kategóriába sorolhatók, amelyek közül a flavonoidok voltak a legnagyobb kategóriát, ami arra utal, hogy a „fenilpropanoid-bioszintézis” útvonal kulcsszerepet játszott a hipokotil törpeség kialakulásában.
A szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségnek tekinthetők.
A cikkben kifejtett vélemények kizárólag a szerző véleményét tükrözik, és nem feltétlenül tükrözik a kapcsolódó szervezetek, kiadók, szerkesztők vagy kritikusok nézeteit. A cikkben értékelt termékekre vagy a gyártók által tett állításokra a kiadó nem vállal garanciát és nem is támogatja azokat.
Közzététel ideje: 2025. márc. 24.