Unikonazolegy triazolnövényi növekedést szabályozóamelyet széles körben alkalmaznak a növény magasságának szabályozására és a palánták túlnövekedésének megakadályozására. Azonban még mindig nem tisztázott az a molekuláris mechanizmus, amellyel az unikonazol gátolja a palánták hipokotil megnyúlását, és csak néhány olyan tanulmány létezik, amely kombinálja a transzkriptom és a metabolom adatokat a hipokotil megnyúlás mechanizmusának vizsgálatára. Itt megfigyeltük, hogy az unikonazol szignifikánsan gátolta a hipokotil megnyúlását a kínai virágos káposzta palántákban. 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 géncsalád egyetlen génje, a BrPAL4, amely részt vesz a lignin bioszintézisében, csökkent jelentősen. Ezenkívül az élesztő egy-hibrid és két-hibrid tesztjei kimutatták, hogy a BrbZIP39 közvetlenül kötődhet a BrPAL4 promoterrégiójához, és aktiválhatja annak transzkripcióját. A vírus által indukált géncsendesítő rendszer továbbá bebizonyította, hogy a BrbZIP39 képes pozitívan szabályozni a kínai kel hipokotil megnyúlását és a hipokotil lignin szintézist. A tanulmány eredményei új betekintést nyújtanak a klokonazol molekuláris szabályozó mechanizmusába a kínai káposzta hipokotil megnyúlásának gátlásában. Első alkalommal igazolták, hogy a klokonazol csökkentette a lignintartalmat a BrbZIP39-BrPAL4 modul által közvetített fenilpropanoid szintézis gátlásával, ezáltal hipokotil eltörpüléshez vezetett a kínai kel palántákban.
A kínai kel (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) a Brassica nemzetségbe tartozik, és egy jól ismert egynyári keresztes virágú zöldség, amelyet hazámban széles körben termesztenek (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Az elmúlt években a kínai karfiol termelési skálája tovább bővült, a termesztési mód a hagyományos közvetlen vetés helyett intenzív palántanevelésre és átültetésre változott. Az intenzív palántatenyésztés és átültetés során azonban a túlzott hipokotilnövekedés hajlamos lábszáras palántákat hozni, ami rossz palántaminőséget eredményez. Ezért a túlzott hipokotil növekedés szabályozása sürgető kérdés az intenzív palántanevelésben és a kínai kel átültetésében. Jelenleg kevés olyan tanulmány létezik, amely integrálja a transzkriptomikai és metabolomikai adatokat a hipokotil megnyúlás mechanizmusának feltárására. Még nem tanulmányozták azt a molekuláris mechanizmust, amellyel a chlorantazol szabályozza a hipokotil expanzióját a kínai káposztában. Célunk volt, hogy azonosítsuk, mely gének és molekuláris útvonalak reagálnak a kínai kel unikonazol által kiváltott hipokotil törpülésére. Transzkriptom és metabolomikus elemzések, valamint élesztő egy-hibrid analízis, kettős luciferáz vizsgálat és vírus-indukált géncsendesítés (VIGS) vizsgálat segítségével azt találtuk, hogy az unikonazol hipokotil eltörpülést válthat ki kínai káposztában azáltal, hogy gátolja a lignin bioszintézisét a kínai cápákban. Eredményeink új betekintést nyújtanak abba a molekuláris szabályozó mechanizmusba, amellyel az unikonazol a BrbZIP39–BrPAL4 modul által közvetített fenilpropanoid bioszintézis gátlásán keresztül gátolja a hipokotil megnyúlását a kínai kel. Ezeknek az eredményeknek fontos gyakorlati vonatkozásai lehetnek a kereskedelmi palánták minőségének javításában, valamint hozzájárulhatnak a zöldségtermés és -minőség biztosításához.
A teljes hosszúságú BrbZIP39 ORF-et beépítettük a pGreenll 62-SK-ba, hogy létrehozzuk az effektort, és a BrPAL4 promoter fragmenst a pGreenll 0800 luciferáz (LUC) riportergénjéhez fuzionáltatjuk, hogy létrehozzuk a riportergént. Az effektor és riporter gén vektorokat együtt transzformáltuk dohány (Nicotiana benthamiana) levelekké.
A metabolitok és gének összefüggéseinek tisztázására közös metabolom- és transzkriptomanalízist végeztünk. A KEGG-útvonal-dúsítási elemzés azt mutatta, hogy a DEG-ek és a DAM-ok 33 KEGG-útvonalban dúsultak együtt (5A. ábra). Közülük a „fenilpropanoid bioszintézis” út volt a legjelentősebben gazdagodott; a „fotoszintetikus szénkötés” út, a „flavonoid bioszintézis” út, a „pentóz-glükuronsav interkonverzió” út, a „triptofán metabolizmus” és a „keményítő-szacharóz metabolizmus” út is jelentősen gazdagodott. A hőklaszterezési térkép (5B ábra) azt mutatta, hogy a DEG-ekhez kapcsolódó DAM-okat több kategóriába sorolták, amelyek közül a flavonoidok voltak a legnagyobb kategória, jelezve, hogy a „fenilpropanoid bioszintézis” útvonala döntő szerepet játszott a hipokotil törpeségben.
A szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségnek tekinthetők.
A cikkben kifejtett valamennyi vélemény kizárólag a szerző véleményét képviseli, és nem feltétlenül tükrözi a kapcsolt szervezetek, kiadók, szerkesztők vagy lektorok véleményét. A jelen cikkben értékelt termékekre vagy a gyártók által megfogalmazott állításokra a kiadó nem vállal garanciát vagy jóváhagyást.
Feladás időpontja: 2025. március 24