Uniconazolis een triazoolplantengroeiregulatordat veel wordt gebruikt om de planthoogte te reguleren en overgroei van zaailingen te voorkomen. Het moleculaire mechanisme waarmee uniconazol de hypocotylverlenging van zaailingen remt, is echter nog steeds onduidelijk, en er zijn slechts enkele studies die transcriptoom- en metaboloomgegevens combineren om het mechanisme van hypocotylverlenging te onderzoeken. Hier observeerden we dat uniconazol de hypocotylverlenging in Chinese bloemkoolzaailingen significant remde. Interessant is dat we op basis van de gecombineerde transcriptoom- en metaboloomanalyse ontdekten dat uniconazol de "fenylpropanoïdebiosynthese"-route significant beïnvloedde. In deze route werd slechts één gen van de enzymregulerende genfamilie, BrPAL4, dat betrokken is bij de ligninebiosynthese, significant onderdrukt. Bovendien toonden gist-one-hybrid- en -two-hybrid-tests aan dat BrbZIP39 direct kon binden aan de promotorregio van BrPAL4 en de transcriptie ervan kon activeren. Het virusgeïnduceerde gen-silencingsysteem bewees verder dat BrbZIP39 de hypocotyl-verlenging van Chinese kool en de hypocotyl-ligninesynthese positief kon reguleren. De resultaten van deze studie bieden nieuwe inzichten in het moleculaire regulatiemechanisme van cloconazol bij het remmen van de hypocotyl-verlenging van Chinese kool. Voor het eerst werd bevestigd dat cloconazol het ligninegehalte verlaagde door de fenylpropanoïdesynthese, gemedieerd door de BrbZIP39-BrPAL4-module, te remmen, wat leidde tot hypocotyl-dwerggroei in 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 veel in mijn land wordt geteeld (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). De afgelopen jaren is de productieomvang van Chinese bloemkool verder uitgebreid en is de teeltmethode veranderd van traditioneel direct zaaien naar intensieve zaailingkweek en -verplanting. Bij intensieve zaailingkweek en -verplanting leidt overmatige hypocotylgroei echter vaak tot langbenige zaailingen, wat resulteert in een slechte kwaliteit van de zaailingen. Het beheersen van overmatige hypocotylgroei is daarom een urgent probleem bij intensieve zaailingkweek en -verplanting 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 hypocotyluitbreiding in Chinese kool reguleert, is nog niet onderzocht. Ons doel was te identificeren welke genen en moleculaire pathways reageren op uniconazol-geïnduceerde hypocotyldwerggroei in Chinese kool. Met behulp van transcriptoom- en metaboloomanalyses, evenals gist-één-hybrideanalyse, een duale luciferase-assay en een virus-geïnduceerde gen-silencing (VIGS)-assay, ontdekten we dat uniconazol hypocotyldwerggroei in 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 in Chinese kool remt door de fenylpropanoïdebiosynthese, gemedieerd door de BrbZIP39-BrPAL4-module, te remmen. 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.
De volledige BrbZIP39 ORF werd ingevoegd in pGreenll 62-SK om de effector te genereren, en het BrPAL4-promotorfragment werd gefuseerd aan het pGreenll 0800 luciferase (LUC) reportergen om het reportergen te genereren. De effector- en reportergenvectoren werden gecotransformeerd in tabaksbladeren (Nicotiana benthamiana).
Om de relaties tussen metabolieten en genen te verduidelijken, voerden we een gezamenlijke metaboloom- en transcriptoomanalyse uit. Analyse van de verrijking van de KEGG-route toonde aan dat DEG's en DAM's co-verrijkt waren in 33 KEGG-routes (Figuur 5A). Van deze routes was de "fenylpropanoïdebiosynthese"-route het meest significant verrijkt; de "fotosynthetische koolstoffixatie"-route, de "flavonoïdebiosynthese", de "pentose-glucuronzuurinterconversie", de "tryptofaanmetabolisme"-route en de "zetmeel-sucrosemetabolisme"-route waren ook significant verrijkt. De warmteclusteringkaart (Figuur 5B) toonde aan dat de DAM's geassocieerd met DEG's waren onderverdeeld in verschillende categorieën, waarvan flavonoïden de grootste categorie vormden, wat aangeeft dat de "fenylpropanoïdebiosynthese"-route een cruciale rol speelde bij hypocotyldwerggroei.
De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd zonder dat er sprake was van commerciële of financiële relaties die als een mogelijk belangenconflict zouden kunnen worden opgevat.
Alle meningen in dit artikel 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 hun fabrikanten worden niet gegarandeerd of onderschreven door de uitgever.
Plaatsingstijd: 24-03-2025