Unikonasoolon triasooltaimekasvu regulaatormida kasutatakse laialdaselt taimede kõrguse reguleerimiseks ja seemikute ülekasvu vältimiseks. Kuid molekulaarne mehhanism, mille abil unikonasool inhibeerib seemikute hüpokotüüli pikenemist, on endiselt ebaselge ja on ainult mõned uuringud, mis kombineerivad transkriptoomi ja metaboolseid andmeid, et uurida hüpokotüüli pikenemise mehhanismi. Siin täheldasime, et unikonasool pärssis oluliselt hiina õitsva kapsa seemikute hüpokotüüli pikenemist. Huvitaval kombel leidsime kombineeritud transkriptoomi ja metaboolse analüüsi põhjal, et unikonasool mõjutas märkimisväärselt "fenüülpropanoidi biosünteesi" rada. Sellel teel oli ainult üks ensüümi reguleeriva geeniperekonna geen BrPAL4, mis osaleb ligniini biosünteesis, oluliselt allareguleeritud. Lisaks näitasid pärmi ühe- ja kahehübriidanalüüsid, et BrbZIP39 võib otseselt seostuda BrPAL4 promootorpiirkonnaga ja aktiveerida selle transkriptsiooni. Viiruse poolt indutseeritud geenide vaigistamise süsteem tõestas veelgi, et BrbZIP39 võib positiivselt reguleerida hiina kapsa hüpokotüüli pikenemist ja hüpokotüülligniini sünteesi. Selle uuringu tulemused annavad uusi teadmisi klokonasooli molekulaarsest regulatsioonimehhanismist hiina kapsa hüpokotüüli pikenemise pärssimisel. Esimest korda kinnitati, et klokonasool vähendas ligniinisisaldust, inhibeerides BrbZIP39-BrPAL4 mooduli poolt vahendatud fenüülpropanoidi sünteesi, põhjustades seeläbi hiina kapsa seemikute hüpokotüüli kääbumist.
Hiina kapsas (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) kuulub perekonda Brassica ja on hästi tuntud üheaastane ristõieline köögivili, mida minu kodumaal laialdaselt kasvatatakse (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Viimastel aastatel on Hiina lillkapsa tootmismahud jätkuvalt laienenud ning viljelusmeetod on muutunud traditsioonilisest otsekülvist intensiivseks seemikute kasvatamiseks ja ümberistutamiseks. Intensiivse seemikute kasvatamise ja siirdamise protsessis kipub hüpokotüüli liigne kasv aga andma säärtega seemikuid, mille tulemuseks on seemikute halb kvaliteet. Seetõttu on liigse hüpokotüüli kasvu ohjeldamine kiireloomuline probleem seemikute intensiivsel kasvatamisel ja hiina kapsa siirdamisel. Praegu on hüpokotüüli pikenemise mehhanismi uurimiseks vähe uuringuid, mis integreerivad transkriptoomika ja metaboolika andmeid. Molekulaarset mehhanismi, mille abil klorantasool reguleerib hüpokotüüli laienemist hiina kapsas, ei ole veel uuritud. Meie eesmärk oli tuvastada, millised geenid ja molekulaarsed rajad reageerivad unikonasooli poolt indutseeritud hüpokotüüli kääbustele hiina kapsas. Kasutades transkriptoomi- ja metaboolseid analüüse, samuti pärmi ühe hübriidanalüüsi, kahe lutsiferaasi testi ja viiruse poolt indutseeritud geenivaigistamise (VIGS) testi, leidsime, et unikonasool võib hiina kapsas esile kutsuda hüpokotüüli kääbuse, inhibeerides ligniini biosünteesi, nähes hiina c. Meie tulemused annavad uue ülevaate molekulaarsest reguleerimismehhanismist, mille abil unikonasool pärsib hiina kapsa hüpokotüüli pikenemist, inhibeerides BrbZIP39 – BrPAL4 mooduli vahendatud fenüülpropanoidi biosünteesi. Nendel tulemustel võib olla oluline praktiline mõju kaubanduslike seemikute kvaliteedi parandamisele ning köögiviljade saagikuse ja kvaliteedi tagamisele.
Täispikk BrbZIP39 ORF sisestati pGreenll 62-SK-sse, et tekitada efektor, ja BrPAL4 promootori fragment liideti reportergeeni genereerimiseks pGreenll 0800 lutsiferaasi (LUC) reportergeeniga. Efektor- ja reportergeenivektorid muudeti koos tubaka (Nicotiana benthamiana) lehtedeks.
Metaboliitide ja geenide seoste selgitamiseks viisime läbi ühise metaboolse ja transkriptoomi analüüsi. KEGG raja rikastamise analüüs näitas, et DEG-d ja DAM-id rikastati koos 33 KEGG rajaga (joonis 5A). Nende hulgas oli fenüülpropanoidi biosünteesi rada kõige olulisemalt rikastatud; märkimisväärselt rikastati ka "fotosünteesi süsiniku sidumise" rada, "flavonoidide biosünteesi" rada, "pentoosi-glükuroonhappe vastastikuse muundamise rada", "trüptofaani metabolismi" ja "tärklise-sahharoosi metabolismi". Kuumuse klastrite kaart (joonis 5B) näitas, et DEG-dega seotud DAM-id jaotati mitmesse kategooriasse, mille hulgas flavonoidid olid suurim kategooria, mis näitab, et fenüülpropanoidi biosünteesi rada mängis hüpokotüüli kääbuses otsustavat rolli.
Autorid kinnitavad, et uuring viidi läbi ilma igasuguste äriliste või finantssuhete puudumisel, mida võiks tõlgendada potentsiaalse huvide konfliktina.
Kõik selles artiklis avaldatud arvamused on ainult autori omad ega pruugi kajastada sidusorganisatsioonide, kirjastajate, toimetajate või arvustajate seisukohti. Väljaandja ei garanteeri ega kinnita käesolevas artiklis hinnatud tooteid ega nende tootjate väiteid.
Postitusaeg: 24. märts 2025