Unikonazolär en triazolväxttillväxtregulatorsom används i stor utsträckning för att reglera växthöjd och förhindra överväxt av plantor. Emellertid är den molekylära mekanismen genom vilken unikonazol hämmar hypokotylförlängning hos plantor fortfarande oklar, och det finns endast ett fåtal studier som kombinerar transkriptom- och metabolomdata för att undersöka mekanismen för hypokotylförlängning. Här observerade vi att unikonazol signifikant hämmade hypokotylförlängning i plantor av kinesisk blommande kål. Intressant nog, baserat på den kombinerade transkriptom- och metabolomanalysen, fann vi att unikonazol signifikant påverkade "fenylpropanoidbiosyntes"-vägen. I denna väg nedreglerades endast en gen i den enzymreglerande genfamiljen, BrPAL4, som är involverad i ligninbiosyntes. Dessutom visade jästanalyser med en och två hybrider att BrbZIP39 kunde binda direkt till promotorregionen hos BrPAL4 och aktivera dess transkription. Det virusinducerade gensläckningssystemet bevisade vidare att BrbZIP39 positivt kunde reglera hypokotylförlängning av kinesisk kål och hypokotylligninsyntes. Resultaten av denna studie ger nya insikter i den molekylära regleringsmekanismen för klokonazol vid hämning av hypokotylförlängning hos kinakål. Det bekräftades för första gången att klokonazol minskade ligninhalten genom att hämma fenylpropanoidsyntes medierad av BrbZIP39-BrPAL4-modulen, vilket därigenom ledde till hypokotyldvärgbildning i kinakålsplantor.
Kinakål (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) tillhör släktet Brassica och är en välkänd ettårig korsblommig grönsak som odlas i stor utsträckning i mitt land (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Under senare år har produktionsskalan av kinesisk blomkål fortsatt att expandera, och odlingsmetoden har förändrats från traditionell direktsådd till intensiv plantodling och omplantering. Men vid intensiv plantodling och omplantering tenderar överdriven hypokotyltillväxt att producera långbenta plantor, vilket resulterar i dålig plantkvalitet. Därför är kontroll av överdriven hypokotyltillväxt en angelägen fråga vid intensiv plantodling och omplantering av kinakål. För närvarande finns det få studier som integrerar transkriptomik- och metabolomikdata för att utforska mekanismen för hypokotylförlängning. Den molekylära mekanismen genom vilken klorantazol reglerar hypokotylexpansion i kinakål har ännu inte studerats. Vi syftade till att identifiera vilka gener och molekylära vägar som svarar på unikonazolinducerad hypokotyldvärgbildning i kinakål. Med hjälp av transkriptom- och metabolomiska analyser, såväl som jäst-hybridanalys, dubbel luciferasanalys och virusinducerad gensläckningsanalys (VIGS) fann vi att unikonazol kunde inducera hypokotyldvärgbildning i kinakål genom att hämma ligninbiosyntes i kinakålsplantor. Våra resultat ger nya insikter i den molekylära regleringsmekanismen genom vilken unikonazol hämmar hypokotylförlängning i kinakål genom att hämma fenylpropanoidbiosyntes medierad av BrbZIP39-BrPAL4-modulen. Dessa resultat kan ha viktiga praktiska implikationer för att förbättra kvaliteten på kommersiella plantor och bidra till att säkerställa avkastning och kvalitet på grönsaker.
Fullängds-BrbZIP39 ORF insattes i pGreenll 62-SK för att generera effektorn, och BrPAL4-promotorfragmentet fusionerades med pGreenll 0800 luciferas (LUC)-reportergenen för att generera reportergenen. Effektor- och reportergenvektorerna samtransformerades till tobaksblad (Nicotiana benthamiana).
För att klargöra sambanden mellan metaboliter och gener utförde vi en gemensam metabolom- och transkriptomanalys. KEGG-berikningsanalys visade att DEG och DAM var koberikade i 33 KEGG-vägar (Figur 5A). Bland dem var "fenylpropanoidbiosyntes"-vägen den mest signifikant berikade; "fotosyntetisk kolfixerings"-vägen, "flavonoidbiosyntes"-vägen, "pentos-glukuronsyra-interomvandlingsvägen", "tryptofanmetabolism"-vägen och "stärkelse-sackarosmetabolism"-vägen var också signifikant berikade. Värmeklusterkartan (Figur 5B) visade att DAM associerade med DEG var indelade i flera kategorier, bland vilka flavonoider var den största kategorin, vilket indikerar att "fenylpropanoidbiosyntes"-vägen spelade en avgörande roll i hypokotyldvärgväxt.
Författarna försäkrar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som skulle kunna tolkas som en potentiell intressekonflikt.
Alla åsikter som uttrycks i denna artikel är enbart författarens egna och återspeglar inte nödvändigtvis åsikterna hos anslutna organisationer, utgivare, redaktörer eller recensenter. Produkter som utvärderas i denna artikel eller påståenden från deras tillverkare garanteras eller godkänns inte av utgivaren.
Publiceringstid: 24 mars 2025