Uniconazolis een triazoolplantengroeiregulatorUniconazol wordt veel gebruikt om de planthoogte te reguleren en overmatige groei van zaailingen te voorkomen. Het moleculaire mechanisme waarmee uniconazol de hypocotylverlenging van zaailingen remt, is echter nog onduidelijk. Er zijn slechts enkele studies die transcriptoom- en metaboloomgegevens combineren om het mechanisme van hypocotylverlenging te onderzoeken. In deze studie observeerden we dat uniconazol de hypocotylverlenging bij zaailingen van Chinese bloemkool significant remde. Interessant genoeg ontdekten we op basis van de gecombineerde transcriptoom- en metaboloomanalyse dat uniconazol de "fenylpropanoïde biosynthese"-route significant beïnvloedde. Binnen deze route werd slechts één gen van de enzymregulerende genfamilie, BrPAL4, dat betrokken is bij de ligninebiosynthese, significant omlaag gereguleerd. Bovendien toonden gist-één-hybride- en twee-hybride-assays aan dat BrbZIP39 rechtstreeks aan het promotorgebied van BrPAL4 kon binden en de transcriptie ervan kon activeren. Het virusgeïnduceerde gen-silencing-systeem bewees verder dat BrbZIP39 de hypocotylverlenging van Chinese kool en de hypocotylligninesynthese positief kan reguleren. De resultaten van deze studie bieden nieuwe inzichten in het moleculaire regulatiemechanisme van cloconazol bij het remmen van de hypocotylverlenging van Chinese kool. Het werd voor het eerst bevestigd dat cloconazol het ligninegehalte verlaagt door de fenylpropanoïdesynthese te remmen, gemedieerd door de BrbZIP39-BrPAL4-module, wat leidt tot dwerggroei van de hypocotyl bij Chinese koolzaailingen.
Chinese kool (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) behoort tot het geslacht Brassica en is een bekende eenjarige kruisbloemige groente die in mijn land veelvuldig wordt geteeld (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). De afgelopen jaren is de productie van Chinese kool steeds verder toegenomen en is de teeltmethode veranderd van de traditionele directe zaaiing naar intensieve zaailingteelt en transplantatie. Bij deze intensieve zaailingteelt en transplantatie leidt overmatige hypocotylgroei echter vaak tot lange, slungelige zaailingen met een slechte zaailingkwaliteit. Het beheersen van overmatige hypocotylgroei is daarom een urgent probleem bij de intensieve zaailingteelt en transplantatie van Chinese kool. Momenteel zijn er weinig studies die transcriptomics- en metabolomicsgegevens integreren om het mechanisme van hypocotylverlenging te onderzoeken. Het moleculaire mechanisme waarmee chlorantazol de hypocotylgroei bij Chinese kool reguleert, is nog niet onderzocht. Ons doel was om te achterhalen welke genen en moleculaire routes reageren op door uniconazol geïnduceerde dwerggroei van de hypocotyl bij Chinese kool. Met behulp van transcriptoom- en metabolomische analyses, evenals gist-één-hybride-analyse, een dubbele luciferase-assay en een virus-geïnduceerde gen-silencing (VIGS)-assay, ontdekten we dat uniconazol dwerggroei van de hypocotyl bij Chinese kool kan induceren door de ligninebiosynthese in Chinese koolzaailingen te remmen. Onze resultaten bieden nieuwe inzichten in het moleculaire regulatiemechanisme waarmee uniconazol de hypocotylverlenging bij Chinese kool remt door de fenylpropanoïdebiosynthese te remmen, gemedieerd door de BrbZIP39–BrPAL4-module. Deze resultaten kunnen belangrijke praktische implicaties hebben voor het verbeteren van de kwaliteit van commerciële zaailingen en bijdragen aan het waarborgen van de opbrengst en kwaliteit van groenten.
Het volledige BrbZIP39 ORF werd ingevoegd in pGreenll 62-SK om de effector te genereren, en het BrPAL4-promoterfragment werd gefuseerd aan het pGreenll 0800 luciferase (LUC) reportergen om het reportergen te genereren. De effector- en reportergenvectoren werden samen getransformeerd in tabaksbladeren (Nicotiana benthamiana).
Om de relaties tussen metabolieten en genen te verduidelijken, hebben we een gezamenlijke metaboloom- en transcriptoomanalyse uitgevoerd. KEGG-pathway-verrijkingsanalyse toonde aan dat differentieel tot expressie gebrachte genen (DEGs) en differentieel tot expressie gebrachte metabolieten (DAMs) samen verrijkt waren in 33 KEGG-pathways (Figuur 5A). De pathway "fenylpropanoïdebiosynthese" was het meest significant verrijkt; de pathways "fotosynthetische koolstofbinding", "flavonoïdebiosynthese", "pentose-glucuronzuuromzetting", "tryptofaanmetabolisme" en "zetmeel-sucrosemetabolisme" waren ook significant verrijkt. De hitteclusterkaart (Figuur 5B) liet zien dat de DAMs geassocieerd met DEGs in verschillende categorieën waren onderverdeeld, waarbij flavonoïden de grootste categorie vormden. Dit duidt erop dat de pathway "fenylpropanoïdebiosynthese" een cruciale rol speelt bij hypocotyldwerggroei.
De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd zonder commerciële of financiële belangen die als een potentieel belangenconflict zouden kunnen worden beschouwd.
Alle meningen die in dit artikel worden geuit, zijn uitsluitend die van de auteur en weerspiegelen niet noodzakelijkerwijs de standpunten van aangesloten organisaties, uitgevers, redacteuren of recensenten. Producten die in dit artikel worden beoordeeld, of beweringen van fabrikanten, worden niet gegarandeerd of onderschreven door de uitgever.
Geplaatst op: 24 maart 2025