Unikonasoolon triasooltaimekasvuregulaatormida kasutatakse laialdaselt taime kõrguse reguleerimiseks ja seemikute ülekasvu vältimiseks. Siiski on molekulaarne mehhanism, mille abil unikonasool pärsib seemikute hüpokotüüli pikenemist, endiselt ebaselge ning on vaid mõned uuringud, mis ühendavad transkriptoomi ja metaboloomi andmeid hüpokotüüli pikenemise mehhanismi uurimiseks. Selles uuringus täheldasime, et unikonasool pärssis oluliselt hüpokotüüli pikenemist Hiina õiskapsa seemikutes. Huvitaval kombel leidsime kombineeritud transkriptoomi ja metaboloomi analüüsi põhjal, et unikonasool mõjutas oluliselt "fenüülpropanoidi biosünteesi" rada. Selles rajas oli ainult üks ensüümi regulatiivsete geenide perekonna geen, BrPAL4, mis osaleb ligniini biosünteesis, oluliselt allareguleeritud. Lisaks näitasid pärmi ühehübriid- ja kahehübriidtestid, et BrbZIP39 võib otseselt seonduda BrPAL4 promootorpiirkonnaga ja aktiveerida selle transkriptsiooni. Viiruse poolt indutseeritud geeni vaigistamissüsteem tõestas veelgi, et BrbZIP39 võib positiivselt reguleerida Hiina kapsa hüpokotüüli pikenemist ja hüpokotüülligniini sünteesi. Selle uuringu tulemused annavad uusi teadmisi klokonasooli molekulaarsest regulatiivsest mehhanismist Hiina kapsa hüpokotüüli pikenemise pärssimisel. Esmakordselt kinnitati, et klokonasool vähendas ligniini sisaldust, pärssides BrbZIP39-BrPAL4 mooduli vahendatud fenüülpropanoidi sünteesi, põhjustades seeläbi hüpokotüüli kääbustumist Hiina kapsa seemikutes.
Hiina kapsas (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) kuulub perekonda Brassica ja on tuntud üheaastane ristõieline köögivili, mida minu riigis laialdaselt kasvatatakse (Wang jt, 2022; Yue jt, 2022). Viimastel aastatel on Hiina lillkapsa tootmismaht jätkuvalt laienenud ning kasvatusmeetod on muutunud traditsioonilisest otsekülvist intensiivse seemikute kasvatamise ja ümberistutamiseni. Intensiivse seemikute kasvatamise ja ümberistutamise protsessis kipub hüpokotüüli liigne kasv aga tootma pikakoivalisi seemikuid, mille tulemuseks on halb seemikute kvaliteet. Seetõttu on hüpokotüüli liigse kasvu kontrollimine hiina kapsa intensiivse seemikute kasvatamise ja ümberistutamise puhul pakiline küsimus. Praegu on vähe uuringuid, mis integreerivad transkriptoomika ja metaboloomika andmeid, et uurida hüpokotüüli pikenemise mehhanismi. Molekulaarset mehhanismi, mille abil klorantasool reguleerib hüpokotüüli laienemist hiina kapsas, pole veel uuritud. Meie eesmärk oli tuvastada, millised geenid ja molekulaarsed rajad reageerivad unikonasooli poolt indutseeritud hüpokotüüli kääbustumisele hiina kapsas. Kasutades transkriptoomi ja metaboloomilist analüüsi, samuti pärmi ühehübriidanalüüsi, kahekordse lutsiferaasi testi ja viirusest indutseeritud geeni vaigistamise (VIGS) testi, leidsime, et unikonasool võib indutseerida hüpokotüüli kääbustumist hiina kapsas, pärssides ligniini biosünteesi hiina kapsa seemikutes. Meie tulemused annavad uusi teadmisi molekulaarse regulatiivse mehhanismi kohta, mille abil unikonasool pärsib hüpokotüüli pikenemist hiina kapsas, pärssides fenüülpropanoidi biosünteesi, mida vahendab BrbZIP39–BrPAL4 moodul. Need tulemused võivad avaldada olulist praktilist mõju kaubanduslike seemikute kvaliteedi parandamisele ning aidata kaasa köögiviljade saagikuse ja kvaliteedi tagamisele.
Efektorgeeni genereerimiseks sisestati täispikk BrbZIP39 ORF vektorisse pGreenll 62-SK ja reportergeeni genereerimiseks liideti BrPAL4 promootori fragment pGreenll 0800 lutsiferaasi (LUC) reportergeeniga. Efektor- ja reportergeenivektorid transformeeriti koos tubaka (Nicotiana benthamiana) lehtedesse.
Metaboliitide ja geenide vaheliste seoste selgitamiseks viisime läbi ühise metaboloomi ja transkriptoomi analüüsi. KEGG raja rikastamise analüüs näitas, et DEG-d ja DAM-id rikastati koos 33 KEGG rajal (joonis 5A). Nende hulgas oli kõige olulisem rikastamine „fenüülpropanoidi biosünteesi“ rajal; oluliselt rikastati ka „fotosünteetilise süsiniku sidumise“ rada, „flavonoidi biosünteesi“ rada, „pentoos-glükuroonhappe interkonversiooni“ rada, „trüptofaani metabolismi“ rada ja „tärklise-sahharoosi metabolismi“ rada. Soojusklastrite kaart (joonis 5B) näitas, et DEG-dega seotud DAM-id jagunesid mitmesse kategooriasse, mille hulgas olid flavonoidid suurima kategooria, mis näitab, et „fenüülpropanoidi biosünteesi“ rajal oli hüpokotüül-kääbuskasvus oluline roll.
Autorid kinnitavad, et uuring viidi läbi ilma igasuguste äriliste või finantssuheteta, mida võiks tõlgendada potentsiaalse huvide konfliktina.
Kõik selles artiklis väljendatud arvamused on üksnes autori omad ega kajasta tingimata seotud organisatsioonide, kirjastajate, toimetajate ega arvustajate seisukohti. Selles artiklis hinnatud tooteid ega nende tootjate esitatud väiteid ei garanteeri ega toeta kirjastaja.
Postituse aeg: 24. märts 2025