Unikonatsolion triatsolikasvien kasvun säätelijäjota käytetään laajalti kasvien korkeuden säätelyyn ja taimien liikakasvun estämiseen. Molekulaarinen mekanismi, jolla unikonatsoli estää taimien hypovarsen pidentymistä, on kuitenkin edelleen epäselvä, ja on olemassa vain muutamia tutkimuksia, jotka yhdistävät transkripti- ja metabolomitiedot hypovarren pidentymisen mekanismin tutkimiseksi. Tässä havaitsimme, että unikonatsoli esti merkitsevästi hypovarkaiden pidentymistä kiinalaisen kukkivan kaalin taimissa. Mielenkiintoista on, että yhdistetyn transkripti- ja metabolomianalyysin perusteella havaitsimme, että unikonatsoli vaikutti merkittävästi "fenyylipropanoidin biosynteesi" -reittiin. Tällä reitillä vain yksi entsyymiä säätelevän geeniperheen geeni, BrPAL4, joka osallistuu ligniinin biosynteesiin, väheni merkittävästi. Lisäksi hiivan yksihybridi- ja kaksihybridimääritykset osoittivat, että BrbZIP39 pystyi sitoutumaan suoraan BrPAL4:n promoottorialueeseen ja aktivoimaan sen transkription. Viruksen aiheuttama geenin vaimennusjärjestelmä osoitti lisäksi, että BrbZIP39 pystyi säätelemään positiivisesti kiinankaalin hypovarkaiden pidentymistä ja hypovarkaiden ligniinisynteesiä. Tämän tutkimuksen tulokset tarjoavat uusia näkemyksiä klokonatsolin molekyylisäätelymekanismista kiinankaalin hypovarkaiden pidentymisen estämisessä. Ensimmäistä kertaa vahvistettiin, että klokonatsoli vähensi ligniinipitoisuutta estämällä BrbZIP39-BrPAL4-moduulin välittämää fenyylipropanoidisynteesiä, mikä johti kiinankaalin taimien hypovarsaan kääpiöihin.
Kiinalainen kaali (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) kuuluu Brassica-sukuun ja on hyvin tunnettu yksivuotinen ristikukkainen vihannes, jota viljellään laajalti maassani (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Viime vuosina kiinalaisen kukkakaalin tuotantoskaalat ovat jatkaneet laajentumistaan ja viljelymenetelmä on muuttunut perinteisestä suorakylvästä intensiiviseen taimien viljelyyn ja istutukseen. Kuitenkin intensiivisen taimien viljelyn ja istutuksen aikana liiallisella hypovarsilla kasvulla on taipumus tuottaa jalkaisia taimia, mikä johtaa huonoon taimien laatuun. Siksi liiallisen hyposirkkakasvun hallinta on kiireellinen kysymys kiinankaalin intensiivisessä taimiviljelyssä ja istutuksissa. Tällä hetkellä on olemassa vain vähän tutkimuksia, jotka yhdistävät transkriptomiikka- ja metabolomiikkatiedot hypovarsien pidentymismekanismin tutkimiseksi. Molekulaarista mekanismia, jolla klorantsoli säätelee hypovarsien laajenemista kiinankaalissa, ei ole vielä tutkittu. Pyrimme tunnistamaan, mitkä geenit ja molekyylireitit reagoivat unikonatsolin aiheuttamaan hypovarsikasvuun kiinankaalissa. Käyttämällä transkripti- ja metabolomianalyysejä sekä hiivan yksihybridianalyysiä, kaksoislusiferaasimääritystä ja virus-indusoitujen geenien vaimentamismääritystä (VIGS) havaitsimme, että unikonatsoli voi indusoida kiinankaalissa hypovarsinaisuutta estämällä ligniinin biosynteesiä kiinalaisissa c. Tuloksemme tarjoavat uusia näkemyksiä molekyylisäätelymekanismista, jolla unikonatsoli estää hypovarsien pidentymistä kiinankaalissa estämällä BrbZIP39-BrPAL4-moduulin välittämää fenyylipropanoidin biosynteesiä. Näillä tuloksilla voi olla tärkeitä käytännön vaikutuksia kaupallisten taimien laadun parantamiseen ja vihannesten sadon ja laadun varmistamiseen.
Täyspitkä BrbZIP39 ORF insertoitiin pGreenll 62-SK:hen efektorin muodostamiseksi, ja BrPAL4-promoottorifragmentti fuusioitiin pGreenll 0800 -lusiferaasi (LUC) -reportterigeeniin reportterigeenin muodostamiseksi. Efektori- ja reportterigeenivektorit muunnettiin yhdessä tupakan (Nicotiana benthamiana) lehdiksi.
Selvittääksemme metaboliittien ja geenien välisiä suhteita suoritimme yhteisen metabolomi- ja transkriptioanalyysin. KEGG-reitin rikastumisanalyysi osoitti, että DEG:t ja DAM:t rikastuivat yhdessä 33 KEGG-reitillä (kuvio 5A). Niistä "fenyylipropanoidin biosynteesi" -reitti oli merkittävin rikastettu; "fotosynteettinen hiilen kiinnitysreitti", "flavonoidin biosynteesi" -reitti, "pentoosi-glukuronihapon interkonversio", "tryptofaaniaineenvaihdunta" ja "tärkkelys-sakkaroosi-aineenvaihdunta" -reitti rikastuivat myös merkittävästi. Lämmön klusterointikartta (kuva 5B) osoitti, että DEG:iin liittyvät DAM:t jaettiin useisiin luokkiin, joista flavonoidit olivat suurin luokka, mikä osoittaa, että "fenyylipropanoidin biosynteesi" -reitillä oli ratkaiseva rooli hypocotylien kääpiössä.
Kirjoittajat vakuuttavat, että tutkimus tehtiin ilman kaupallisia tai taloudellisia suhteita, jotka voitaisiin tulkita mahdolliseksi eturistiriitaksi.
Kaikki tässä artikkelissa esitetyt mielipiteet ovat yksinomaan kirjoittajan mielipiteitä, eivätkä välttämättä heijasta sidosjärjestöjen, kustantajien, toimittajien tai arvioijien näkemyksiä. Julkaisija ei takaa tai tue tässä artikkelissa arvioituja tuotteita tai niiden valmistajien väitteitä.
Postitusaika: 24.3.2025