Uniconazolelà một triazolechất điều hòa sinh trưởng thực vậtđược 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 hypocotyl 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 hypocotyl. Ở đây, chúng tôi quan sát thấy uniconazole ức chế đáng kể sự kéo dài hypocotyl ở cây con cải thảo ra hoa Trung Quốc. Điều thú vị là, dựa trên phân tích kết hợp transcriptome và metabolome, chúng tôi thấy rằng uniconazole ảnh hưởng đáng kể đến con đường "sinh tổng hợp phenylpropanoid". Trong con đường này, chỉ có một gen của họ gen điều hòa enzyme, BrPAL4, có liên quan đến sinh tổng hợp lignin, bị giảm đáng kể. Ngoài ra, các xét nghiệm lai một và lai hai nấm men đã chứng minh rằng BrbZIP39 có thể liên kết trực tiếp với vùng khởi động của BrPAL4 và kích hoạt phiên mã của nó. Hệ thống làm im lặng gen do virus gây ra đã chứng minh thêm rằng BrbZIP39 có thể điều chỉnh tích cực sự kéo dài hypocotyl của cải thảo và tổng hợp lignin hypocotyl. Kết quả của 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 hypocotyl của cải thảo. Lần đầu tiên, người ta xác nhận rằng cloconazole làm giảm hàm lượng lignin bằng cách ức chế sự tổng hợp phenylpropanoid được trung gian bởi mô-đun BrbZIP39-BrPAL4, do đó dẫn đến tình trạng lùn hypocotyl ở cây giống cải thảo.
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 tôi (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Trong những năm gần đây, quy mô sản xuất súp lơ Trung Quốc tiếp tục mở rộng và phương pháp canh tác đã thay đổi từ gieo hạt trực tiếp truyền thống sang nuôi cấy cây con thâm canh và cấy ghép. Tuy nhiên, trong quá trình nuôi cấy cây con thâm canh và cấy ghép, sự phát triển quá mức của hạ mầm có xu hướng tạo ra cây con gầy guộc, dẫn đến chất lượng cây con kém. Do đó, việc kiểm soát sự phát triển quá mức của hạ mầm là một vấn đề cấp bách trong nuôi cấy cây con thâm canh và cấy ghép cải thảo. Hiện nay, có một số nghiên cứu tích hợp dữ liệu phiên mã và chuyển hóa để khám phá cơ chế kéo dài hạ mầm. Cơ chế phân tử mà chlorantazole điều chỉnh sự mở rộng hạ mầm ở cải thảo vẫn chưa được nghiên cứu. Chúng tôi đặt mục tiêu xác định gen và con đường phân tử nào phản ứng với tình trạng lùn hypocotyl do uniconazole gây ra ở cải thảo. Sử dụng phân tích transcriptome và metabolomic, cũng như phân tích một lai nấm men, xét nghiệm luciferase kép và xét nghiệm làm im lặng gen do virus gây ra (VIGS), chúng tôi phát hiện ra rằng uniconazole có thể gây lùn hypocotyl ở cải thảo bằng cách ức chế quá trình sinh tổng hợp lignin ở cây giống 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 hypocotyl ở cải thảo thông qua ức chế quá trình sinh tổng hợp phenylpropanoid được trung gian bởi mô-đun BrbZIP39–BrPAL4. Những kết quả này có thể có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong việc cải thiện chất lượng cây giống thương mại và góp phần đảm bảo năng suất và chất lượng rau.
ORF BrbZIP39 toàn phần được đưa vào pGreenll 62-SK để tạo ra tác nhân, và đoạn khởi động BrPAL4 được hợp nhất với gen báo cáo luciferase pGreenll 0800 (LUC) để tạo ra gen báo cáo. Các vectơ gen báo cáo và tác nhân được chuyển đổi đồng thời vào lá thuốc lá (Nicotiana benthamiana).
Để làm rõ mối quan hệ giữa chất chuyển hóa và gen, chúng tôi đã thực hiện phân tích metabolome và transcriptome chung. Phân tích làm giàu con đường KEGG cho thấy DEG và DAM được đồng làm giàu trong 33 con đường KEGG (Hình 5A). Trong số đó, con đường "sinh tổng hợp phenylpropanoid" được làm giàu đáng kể nhất; con đường "cố định cacbon quang hợp", con đường "sinh tổng hợp flavonoid", con đường "chuyển đổi chéo axit pentose-glucuronic", con đường "chuyển hóa tryptophan" và con đường "chuyển hóa tinh bột-sucrose" cũng được làm giàu đáng kể. Bản đồ cụm nhiệt (Hình 5B) cho thấy DAM liên quan đến DEG được chia thành một số loại, trong đó flavonoid là loại lớn nhất, cho thấy con đường "sinh tổng hợp phenylpropanoid" đóng vai trò quan trọng trong chứng lùn hypocotyl.
Các tác giả tuyên bố rằng nghiên cứu được tiến hành mà không có bất kỳ mối quan hệ thương mại hoặc tài chính nào có thể bị coi là xung đột lợi ích tiềm ẩn.
Mọi ý kiến bày tỏ trong bài viết này chỉ là ý kiến 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 các tuyên bố của nhà sản xuất đều không được nhà xuất bản đảm bảo hoặc xác nhận.
Thời gian đăng: 24-03-2025