Uniconazolelà một triazolechất điều hòa sinh trưởng thực vậtUniconazole được sử dụng rộng rãi để điều chỉnh chiều cao cây và ngăn ngừa sự phát triển quá mức của cây con. Tuy nhiên, cơ chế phân tử mà uniconazole ức chế sự kéo dài trụ mầm của cây con vẫn chưa rõ ràng, và chỉ có một vài nghiên cứu kết hợp dữ liệu transcriptome và metabolome để điều tra cơ chế kéo dài trụ mầm. Ở đây, chúng tôi quan sát thấy uniconazole ức chế đáng kể sự kéo dài trụ mầm ở cây con cải hoa Trung Quốc. Điều thú vị là, dựa trên phân tích transcriptome và metabolome kết hợp, chúng tôi nhận thấy uniconazole ảnh hưởng đáng kể đến con đường “sinh tổng hợp phenylpropanoid”. Trong con đường này, chỉ có một gen thuộc họ gen điều hòa enzyme, BrPAL4, tham gia vào quá trình sinh tổng hợp lignin, bị giảm biểu hiện đáng kể. Ngoài ra, các thí nghiệm lai tạo một chiều và hai chiều ở nấm men cho thấy BrbZIP39 có thể liên kết trực tiếp với vùng promoter của BrPAL4 và kích hoạt quá trình phiên mã của nó. Hệ thống ức chế gen do virus gây ra đã chứng minh thêm rằng BrbZIP39 có thể điều hòa tích cực sự kéo dài thân mầm của cải thảo và quá trình tổng hợp lignin ở thân mầm. Kết quả nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết mới về cơ chế điều hòa phân tử của cloconazole trong việc ức chế sự kéo dài thân mầm của cải thảo. Lần đầu tiên, nghiên cứu này xác nhận rằng cloconazole làm giảm hàm lượng lignin bằng cách ức chế quá trình tổng hợp phenylpropanoid thông qua mô-đun BrbZIP39-BrPAL4, từ đó dẫn đến hiện tượng thân mầm ngắn lại ở cây cải thảo non.
Cải thảo (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) thuộc chi Brassica và là một loại rau họ cải hàng năm nổi tiếng được trồng rộng rãi ở nước ta (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Trong những năm gần đây, quy mô sản xuất cải thảo tiếp tục mở rộng, và phương pháp canh tác đã thay đổi từ gieo sạ trực tiếp truyền thống sang phương pháp ươm cây con và cấy ghép thâm canh. Tuy nhiên, trong quá trình ươm cây con và cấy ghép thâm canh, sự phát triển quá mức của thân mầm có xu hướng tạo ra cây con khẳng khiu, dẫn đến chất lượng cây con kém. Do đó, kiểm soát sự phát triển quá mức của thân mầm là một vấn đề cấp bách trong việc ươm cây con và cấy ghép thâm canh cải thảo. Hiện nay, có rất ít nghiên cứu tích hợp dữ liệu transcriptomics và metabolomics để khám phá cơ chế kéo dài thân mầm. Cơ chế phân tử mà chlorantazole điều chỉnh sự giãn nở thân mầm ở cải thảo vẫn chưa được nghiên cứu. Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định các gen và con đường phân tử nào phản ứng với hiện tượng lùn thân mầm do uniconazole gây ra ở cải thảo. Bằng cách sử dụng phân tích transcriptome và metabolomic, cũng như phân tích lai tạo một gen nấm men, xét nghiệm luciferase kép và xét nghiệm ức chế gen do virus gây ra (VIGS), chúng tôi nhận thấy rằng uniconazole có thể gây ra hiện tượng lùn thân mầm ở cải thảo bằng cách ức chế quá trình sinh tổng hợp lignin trong cây con cải thảo. Kết quả của chúng tôi cung cấp những hiểu biết mới về cơ chế điều hòa phân tử mà uniconazole ức chế sự kéo dài thân mầm ở cải thảo thông qua việc ức chế quá trình sinh tổng hợp phenylpropanoid được điều hòa bởi mô-đun BrbZIP39–BrPAL4. Những kết quả này có thể có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong việc nâng cao chất lượng cây giống thương phẩm và góp phần đảm bảo năng suất và chất lượng rau quả.
Toàn bộ khung đọc mở BrbZIP39 được chèn vào plasmid pGreenll 62-SK để tạo ra vector tác động, và đoạn promoter BrPAL4 được ghép nối với gen báo cáo luciferase (LUC) của plasmid pGreenll 0800 để tạo ra gen báo cáo. Các vector vector gen tác động và gen báo cáo được đồng chuyển nạp vào lá cây thuốc lá (Nicotiana benthamiana).
Để làm rõ mối quan hệ giữa các chất chuyển hóa và gen, chúng tôi đã thực hiện phân tích chuyển hóa và phiên mã kết hợp. Phân tích làm giàu đường dẫn KEGG cho thấy các gen biểu hiện khác biệt (DEG) và các chất chuyển hóa biểu hiện khác biệt (DAM) được làm giàu đồng thời trong 33 đường dẫn KEGG (Hình 5A). Trong số đó, đường dẫn “sinh tổng hợp phenylpropanoid” được làm giàu đáng kể nhất; các đường dẫn “cố định carbon quang hợp”, đường dẫn “sinh tổng hợp flavonoid”, đường dẫn “chuyển đổi pentose-glucuronic acid”, đường dẫn “chuyển hóa tryptophan” và đường dẫn “chuyển hóa tinh bột-sucrose” cũng được làm giàu đáng kể. Bản đồ phân cụm nhiệt (Hình 5B) cho thấy các DAM liên quan đến DEG được chia thành nhiều loại, trong đó flavonoid là loại lớn nhất, cho thấy đường dẫn “sinh tổng hợp phenylpropanoid” đóng vai trò quan trọng trong hiện tượng lùn thân mầm.
Các tác giả tuyên bố rằng nghiên cứu được thực hiện mà không có bất kỳ mối quan hệ thương mại hoặc tài chính nào có thể được coi là xung đột lợi ích tiềm ẩn.
Tất cả các ý kiến được nêu trong bài viết này hoàn toàn là của tác giả và không nhất thiết phản ánh quan điểm của các tổ chức liên kết, nhà xuất bản, biên tập viên hoặc người đánh giá. Bất kỳ sản phẩm nào được đánh giá trong bài viết này hoặc bất kỳ tuyên bố nào được đưa ra bởi nhà sản xuất đều không được nhà xuất bản đảm bảo hoặc chứng thực.
Thời gian đăng bài: 24/03/2025