Unikonazolsir triazolsaugu augšanas regulatorsko plaši izmanto, lai regulētu augu augstumu un novērstu dīgstu pāraugšanu. Tomēr molekulārais mehānisms, ar kuru unikonazols kavē dīgstu hipokotila pagarināšanos, joprojām nav skaidrs, un ir tikai daži pētījumi, kas apvieno transkriptoma un metaboloma datus, lai izpētītu hipokotila pagarināšanās mehānismu. Šeit mēs novērojām, ka unikonazols būtiski kavē hipokotila pagarināšanos Ķīnas kāpostu stādos. Interesanti, ka, pamatojoties uz apvienoto transkriptoma un metaboloma analīzi, mēs atklājām, ka unikonazols būtiski ietekmē "fenilpropanoīda biosintēzes" ceļu. Šajā ceļā tikai viens no enzīmu regulējošo gēnu saimes gēns BrPAL4, kas ir iesaistīts lignīna biosintēzē, tika būtiski samazināts. Turklāt rauga viena hibrīda un divu hibrīdu testi parādīja, ka BrbZIP39 var tieši saistīties ar BrPAL4 promotera reģionu un aktivizēt tā transkripciju. Vīrusa inducētā gēnu apklusināšanas sistēma vēl vairāk pierādīja, ka BrbZIP39 var pozitīvi regulēt Ķīnas kāpostu hipokotila pagarināšanos un hipokotila lignīna sintēzi. Šī pētījuma rezultāti sniedz jaunu ieskatu klokonazola molekulārajā regulēšanas mehānismā Ķīnas kāpostu hipokotila pagarināšanās kavēšanā. Pirmo reizi tika apstiprināts, ka klokonazols samazina lignīna saturu, kavējot fenilpropanoīda sintēzi, ko mediē BrbZIP39-BrPAL4 modulis, tādējādi izraisot hipokotila pundurumu Ķīnas kāpostu stādos.
Ķīnas kāposts (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) pieder pie Brassica ģints un ir labi pazīstams viengadīgs krustziežu dzimtas dārzenis, ko plaši audzē manā valstī (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Pēdējos gados Ķīnas ziedkāposta ražošanas apjomi ir turpinājuši paplašināties, un audzēšanas metode ir mainījusies no tradicionālās tiešās sēšanas uz intensīvu stādu audzēšanu un pārstādīšanu. Tomēr intensīvas stādu audzēšanas un pārstādīšanas procesā pārmērīga hipokotila augšana mēdz veidot garus stādus, kā rezultātā dīgļu kvalitāte ir slikta. Tāpēc pārmērīgas hipokotila augšanas kontrole ir aktuāls jautājums intensīvā Ķīnas kāpostu stādu audzēšanā un pārstādīšanā. Pašlaik ir maz pētījumu, kas integrēti transkriptomikas un metabolomikas dati, lai izpētītu hipokotila pagarināšanās mehānismu. Molekulārais mehānisms, ar kuru hlorantazols regulē hipokotila paplašināšanos Ķīnas kāpostos, vēl nav pētīts. Mūsu mērķis bija noteikt, kuri gēni un molekulārie ceļi reaģē uz unikonazola izraisītu hipokotila pundurošanu Ķīnas kāpostos. Izmantojot transkriptomas un metabolomikas analīzes, kā arī rauga viena hibrīda analīzi, duālās luciferāzes testu un vīrusa inducētas gēnu apklusināšanas (VIGS) testu, mēs atklājām, ka unikonazols var izraisīt hipokotila pundura veidošanos Ķīnas kāpostos, nomācot lignīna biosintēzi Ķīnas kāpostu stādos. Mūsu rezultāti sniedz jaunu ieskatu molekulārajā regulācijas mehānismā, ar kuru unikonazols nomāc hipokotila pagarināšanos Ķīnas kāpostos, nomācot fenilpropanoīda biosintēzi, ko mediē BrbZIP39–BrPAL4 modulis. Šiem rezultātiem var būt svarīga praktiska nozīme komerciālo stādu kvalitātes uzlabošanā un dārzeņu ražas un kvalitātes nodrošināšanā.
Pilna garuma BrbZIP39 ORF tika ievietots pGreenll 62-SK, lai ģenerētu efektoru, un BrPAL4 promotera fragments tika sapludināts ar pGreenll 0800 luciferāzes (LUC) reportiera gēnu, lai ģenerētu reportiera gēnu. Efektora un reportiera gēnu vektori tika kotransformēti tabakas (Nicotiana benthamiana) lapās.
Lai noskaidrotu metabolītu un gēnu attiecības, veicām kopīgu metabolomu un transkriptomu analīzi. KEGG ceļa bagātināšanas analīze parādīja, ka DEG un DAM bija līdzbagātināti 33 KEGG ceļos (5.A attēls). Starp tiem visbūtiskāk bagātināts bija "fenilpropanoīdu biosintēzes" ceļš; ievērojami bagātināti bija arī "fotosintēzes oglekļa fiksācijas" ceļš, "flavonoīdu biosintēzes" ceļš, "pentozes-glikuronskābes interkonversijas" ceļš, "triptofāna metabolisma" ceļš un "cietes-saharozes metabolisma" ceļš. Siltuma klasteru karte (5.B attēls) parādīja, ka ar DEG saistītie DAM bija iedalīti vairākās kategorijās, starp kurām flavonoīdi bija lielākā kategorija, norādot, ka "fenilpropanoīdu biosintēzes" ceļam bija izšķiroša loma hipokotila pundurismā.
Autori paziņo, ka pētījums tika veikts, nepastāvot nekādām komerciālām vai finansiālām attiecībām, kuras varētu interpretēt kā potenciālu interešu konfliktu.
Visi šajā rakstā paustie viedokļi ir tikai autora viedokļi un ne vienmēr atspoguļo saistīto organizāciju, izdevēju, redaktoru vai recenzentu uzskatus. Izdevējs negarantē un neapstiprina šajā rakstā novērtētos produktus vai to ražotāju apgalvojumus.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 24. marts