Uniconazolés un triazolregulador del creixement de les plantesque s'utilitza àmpliament per regular l'alçada de la planta i prevenir el creixement excessiu de les plàntules. Tanmateix, el mecanisme molecular pel qual l'uniconazol inhibeix l'elongació de l'hipocòtil de les plàntules encara no està clar, i només hi ha uns quants estudis que combinen dades del transcriptoma i el metaboloma per investigar el mecanisme d'elongació de l'hipocòtil. Aquí, vam observar que l'uniconazol inhibia significativament l'elongació de l'hipocòtil en les plàntules de col xinesa amb flors. Curiosament, basant-nos en l'anàlisi combinada del transcriptoma i el metaboloma, vam trobar que l'uniconazol afectava significativament la via de la "biosíntesi de fenilpropanoides". En aquesta via, només un gen de la família de gens reguladors enzimàtics, BrPAL4, que està implicat en la biosíntesi de la lignina, estava significativament regulat a la baixa. A més, els assaigs d'un i dos híbrids de llevat van demostrar que BrbZIP39 podia unir-se directament a la regió promotora de BrPAL4 i activar la seva transcripció. El sistema de silenciament gènic induït per virus va demostrar a més que BrbZIP39 podia regular positivament l'elongació de l'hipocòtil de la col xinesa i la síntesi de lignina de l'hipocòtil. Els resultats d'aquest estudi proporcionen nous coneixements sobre el mecanisme regulador molecular del cloconazol en la inhibició de l'elongació de l'hipocòtil de la col xinesa. Es va confirmar per primera vegada que el cloconazol reduïa el contingut de lignina inhibint la síntesi de fenilpropanoides mediada pel mòdul BrbZIP39-BrPAL4, provocant així la nanització de l'hipocòtil en les plàntules de col xinesa.
La col xinesa (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) pertany al gènere Brassica i és una hortalissa crucífera anual ben coneguda i àmpliament cultivada al meu país (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). En els darrers anys, l'escala de producció de coliflor xinesa ha continuat expandint-se, i el mètode de cultiu ha canviat de la sembra directa tradicional al cultiu intensiu de plàntules i el trasplantament. Tanmateix, en el procés de cultiu intensiu de plàntules i trasplantament, el creixement excessiu de l'hipocòtil tendeix a produir plàntules de llarga distància, la qual cosa resulta en una mala qualitat de les plàntules. Per tant, controlar el creixement excessiu de l'hipocòtil és un problema urgent en el cultiu intensiu de plàntules i el trasplantament de col xinesa. Actualment, hi ha pocs estudis que integrin dades transcriptòmiques i metabolòmiques per explorar el mecanisme d'elongació de l'hipocòtil. El mecanisme molecular pel qual el clorantazol regula l'expansió de l'hipocòtil en la col xinesa encara no s'ha estudiat. El nostre objectiu era identificar quins gens i vies moleculars responen al nanisme hipocòtil induït per uniconazol en la col xinesa. Mitjançant anàlisis del transcriptoma i del metabolòmic, així com anàlisi d'híbrid d'un llevat, assaig de luciferasa dual i assaig de silenciament gènic induït per virus (VIGS), vam descobrir que l'uniconazol podia induir el nanisme hipocòtil en la col xinesa inhibint la biosíntesi de lignina en les plàntules de col xinesa. Els nostres resultats proporcionen nous coneixements sobre el mecanisme regulador molecular pel qual l'uniconazol inhibeix l'elongació de l'hipocòtil en la col xinesa mitjançant la inhibició de la biosíntesi de fenilpropanoides mediada pel mòdul BrbZIP39-BrPAL4. Aquests resultats poden tenir importants implicacions pràctiques per millorar la qualitat de les plàntules comercials i contribuir a garantir el rendiment i la qualitat de les hortalisses.
L'ORF de longitud completa de BrbZIP39 es va inserir a pGreenll 62-SK per generar l'efector, i el fragment del promotor de BrPAL4 es va fusionar al gen reporter de la luciferasa (LUC) pGreenll 0800 per generar el gen reporter. Els vectors efector i gen reporter es van cotransformar en fulles de tabac (Nicotiana benthamiana).
Per aclarir les relacions entre metabòlits i gens, vam realitzar una anàlisi conjunta del metaboloma i el transcriptoma. L'anàlisi d'enriquiment de la via KEGG va mostrar que els DEG i els DAM estaven coenriquits en 33 vies KEGG (Figura 5A). Entre elles, la via de la "biosíntesi de fenilpropanoides" va ser la més enriquida; la via de la "fixació fotosintètica del carboni", la via de la "biosíntesi de flavonoides", la via de la "interconversió d'àcid pentosa-glucurònic", la via del "metabolisme del triptòfan" i la via del "metabolisme del midó-sacarosa" també es van enriquir significativament. El mapa d'agrupació de calor (Figura 5B) va mostrar que els DAM associats amb els DEG es van dividir en diverses categories, entre les quals els flavonoides eren la categoria més gran, cosa que indica que la via de la "biosíntesi de fenilpropanoides" va tenir un paper crucial en el nanisme hipocòtil.
Els autors declaren que la recerca es va dur a terme sense cap relació comercial o financera que pogués ser interpretada com un possible conflicte d'interessos.
Totes les opinions expressades en aquest article són únicament les de l'autor i no reflecteixen necessàriament els punts de vista de les organitzacions afiliades, editorials, editors o revisors. Els productes avaluats en aquest article o les afirmacions fetes pels seus fabricants no estan garantides ni avalades per l'editor.
Data de publicació: 24 de març de 2025