Unikonazolasyra triazolasaugalų augimo reguliatoriuskuris plačiai naudojamas augalų aukščiui reguliuoti ir daigų peraugimui išvengti. Tačiau molekulinis mechanizmas, kuriuo unikonazolas slopina sėjinukų hipokotilų pailgėjimą, vis dar neaiškus, ir yra tik keli tyrimai, kurie sujungia transkripto ir metabolizmo duomenis, kad ištirtų hipokotilo pailgėjimo mechanizmą. Čia mes pastebėjome, kad unikonazolas reikšmingai slopino hipokotilo pailgėjimą kininių žydinčių kopūstų sodinukuose. Įdomu tai, kad, remiantis kombinuota transkripto ir metabolizmo analize, mes nustatėme, kad unikonazolas reikšmingai paveikė „fenilpropanoido biosintezės“ kelią. Šiuo būdu buvo žymiai sumažintas tik vienas fermentų reguliavimo genų šeimos genas BrPAL4, kuris dalyvauja lignino biosintezėje. Be to, mielių vieno hibrido ir dviejų hibridų tyrimai parodė, kad BrbZIP39 gali tiesiogiai prisijungti prie BrPAL4 promotoriaus srities ir suaktyvinti jo transkripciją. Viruso sukelta genų slopinimo sistema taip pat įrodė, kad BrbZIP39 gali teigiamai reguliuoti pekino kopūsto hipokotilo pailgėjimą ir hipokotillignino sintezę. Šio tyrimo rezultatai suteikia naujų įžvalgų apie klokonazolo molekulinį reguliavimo mechanizmą, slopinantį pekino kopūsto hipokotilo pailgėjimą. Pirmą kartą buvo patvirtinta, kad klokonazolas sumažino lignino kiekį, slopindamas fenilpropanoidų sintezę, kurią tarpininkauja BrbZIP39-BrPAL4 modulis, todėl pekininių kopūstų sodinukuose atsirado hipokotilų nykimas.
Pekino kopūstas (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) priklauso Brassica genčiai ir yra gerai žinoma vienmetė kryžmažiedė daržovė, plačiai auginama mano šalyje (Wang ir kt., 2022; Yue et al., 2022). Pastaraisiais metais kininių žiedinių kopūstų gamybos mastai toliau plečiasi, o auginimo būdas nuo tradicinio tiesioginio sėjimo pasikeitė į intensyvų sodinukų auginimą ir persodinimą. Tačiau intensyvaus sodinukų kultivavimo ir persodinimo procese dėl pernelyg didelio hipokotilo augimo atsiranda kojų daigai, todėl sodinukų kokybė blogėja. Todėl per didelio hipokotilo augimo kontrolė yra neatidėliotinas intensyvios pekino kopūsto sodinukų auginimo ir persodinimo klausimas. Šiuo metu yra keletas tyrimų, kuriuose būtų integruoti transkriptomikos ir metabolomikos duomenys, siekiant ištirti hipokotilo pailgėjimo mechanizmą. Molekulinis mechanizmas, kuriuo chlorantazolas reguliuoja hipokotilų išsiplėtimą pekino kopūstuose, dar nebuvo ištirtas. Siekėme nustatyti, kurie genai ir molekuliniai keliai reaguoja į unikonazolo sukeltą hipokotilo nykimą pekino kopūstuose. Naudodami transkripto ir metabolominę analizę, taip pat mielių vieno hibrido analizę, dvigubos luciferazės tyrimą ir viruso sukelto genų slopinimo (VIGS) tyrimą, nustatėme, kad unikonazolas gali sukelti pekino kopūstų hipokotilų nykimą, slopindamas lignino biosintezę kininiuose kopūstuose. Mūsų rezultatai suteikia naujų įžvalgų apie molekulinį reguliavimo mechanizmą, kuriuo unikonazolas slopina hipokotilo pailgėjimą pekino kopūstuose, slopindamas fenilpropanoido biosintezę, kurią tarpininkauja BrbZIP39 – BrPAL4 modulis. Šie rezultatai gali turėti svarbių praktinių pasekmių gerinant komercinių sodinukų kokybę ir prisidedant prie daržovių derliaus ir kokybės užtikrinimo.
Viso ilgio BrbZIP39 ORF buvo įterptas į pGreenll 62-SK, kad būtų sukurtas efektorius, o BrPAL4 promotoriaus fragmentas buvo sujungtas su pGreenll 0800 luciferazės (LUC) reporterio genu, kad būtų sukurtas reporterio genas. Efektoriaus ir reporterio genų vektoriai buvo kartu transformuoti į tabako (Nicotiana benthamiana) lapus.
Norėdami išsiaiškinti metabolitų ir genų ryšius, atlikome bendrą metabolomo ir transkripto analizę. KEGG kelio sodrinimo analizė parodė, kad DEG ir DAM buvo kartu praturtinti 33 KEGG keliais (5A pav.). Tarp jų „fenilpropanoido biosintezės“ kelias buvo labiausiai praturtintas; „Fotosintezės anglies fiksacijos“ kelias, „flavonoidų biosintezės“ kelias, „pentozės ir gliukurono rūgšties tarpusavio konversijos“, „triptofano metabolizmo“ ir „krakmolo-sacharozės metabolizmo“ kelias taip pat buvo žymiai praturtinti. Šilumos grupavimo žemėlapis (5B pav.) parodė, kad su DEG susiję DAM buvo suskirstyti į keletą kategorijų, tarp kurių flavonoidai buvo didžiausia kategorija, o tai rodo, kad „fenilpropanoido biosintezės“ kelias vaidino lemiamą vaidmenį hipokotilų nykštukuose.
Autoriai pareiškia, kad tyrimas buvo atliktas nesant jokių komercinių ar finansinių santykių, kuriuos būtų galima suprasti kaip galimą interesų konfliktą.
Visos šiame straipsnyje išsakytos nuomonės yra tik autoriaus ir nebūtinai atspindi susijusių organizacijų, leidėjų, redaktorių ar recenzentų nuomonę. Jokiems šiame straipsnyje įvertintiems produktams ar jų gamintojų teiginiams leidėjas negarantuoja ir nepatvirtina.
Paskelbimo laikas: 2025-03-24