הפונקציה של Uniconazole

       Uniconazoleהוא טריאזולמווסת צמיחת צמחיםשנמצא בשימוש נרחב כדי לווסת את גובה הצמח ולמנוע צמיחת יתר של שתילים. עם זאת, המנגנון המולקולרי שבאמצעותו uniconazole מעכב את התארכות ההיפוקוטיל של שתיל עדיין לא ברור, ויש רק כמה מחקרים המשלבים נתוני תעתיק ומטבולום כדי לחקור את מנגנון התארכות ההיפוקוטיל. כאן, ראינו ש-uniconazole עיכב באופן משמעותי את התארכות היפוקוטיל בשתילי כרוב פורח סיני. באופן מעניין, בהתבסס על ניתוח התעתיק והמטבולום המשולב, מצאנו ש-uniconazole השפיע באופן משמעותי על המסלול של "ביוסינתזה של פניל ​​פרופנואיד". במסלול זה, רק גן אחד ממשפחת הגנים הרגולטוריים של האנזים, BrPAL4, המעורב בביוסינתזה של ליגנין, היה מופחת משמעותית. בנוסף, מבחני שמרים אחד-היברידיים ושני-היברידיים הוכיחו ש-BrbZIP39 יכול להיקשר ישירות לאזור הפרומטור של BrPAL4 ולהפעיל את השעתוק שלו. מערכת השתקת הגנים המושרה על ידי וירוסים הוכיחה עוד כי BrbZIP39 יכול לווסת באופן חיובי את התארכות היפוקוטיל של כרוב סיני וסינתזת ליגנין hypocotyl. תוצאות מחקר זה מספקות תובנות חדשות לגבי מנגנון הוויסות המולקולרי של cloconazole בעיכוב התארכות hypocotyl של כרוב סיני. זה אושר לראשונה כי cloconazole הפחית את תכולת הליגנין על ידי עיכוב סינתזה של פניל ​​פרופנואידים בתיווך מודול BrbZIP39-BrPAL4, ובכך הוביל להתגמדות היפוקוטילים בשתילי כרוב סיני.

כרוב סיני (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) שייך לסוג Brassica והוא ירק חד-שנתי ידוע שגדל בארצי (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). בשנים האחרונות המשיך היקף הייצור של הכרובית הסינית להתרחב, ושיטת הגידול השתנתה מהזריעה הישירה המסורתית לתרבית והשתלה אינטנסיבית של שתילים. עם זאת, בתהליך של תרבית והשתלה אינטנסיבית של שתילים, גדילה מוגזמת של היפוקוטילים נוטה לייצר שתילים רגליים, וכתוצאה מכך איכות שתילים ירודה. לכן, שליטה בצמיחה מוגזמת של היפוקוטילים היא סוגיה דחופה בתרבית אינטנסיבית של שתילים ובהשתלה של כרוב סיני. נכון לעכשיו, ישנם מעט מחקרים המשלבים נתוני תעתיק ומטבולומיים כדי לחקור את המנגנון של התארכות היפוקוטיל. המנגנון המולקולרי שבאמצעותו הכלורנטאזול מווסת את התפשטות ההיפוקוטיל בכרוב סיני טרם נחקר. מטרתנו הייתה לזהות אילו גנים ומסלולים מולקולריים מגיבים להתגמדות היפוקוטיל המושרה על ידי יוניקונאזול בכרוב סיני. באמצעות ניתוחי תעתיק ומטבולומיים, כמו גם אנליזה של שמרים אחד-היברידית, בדיקת לוציפראז כפולה ובדיקת השתקת גנים נגרמת על ידי וירוסים (VIGS), מצאנו ש-uniconazole יכול לגרום להתגמדות hypocotyl בכרוב סיני על ידי עיכוב ביוסינתזה של ליגנין בזרעי כרוב סיני. התוצאות שלנו מספקות תובנות חדשות לגבי מנגנון הוויסות המולקולרי שבאמצעותו uniconazole מעכב התארכות היפוקוטיל בכרוב סיני באמצעות עיכוב ביו-סינתזה של פניל-פרופנואידים בתיווך מודול BrbZIP39-BrPAL4. לתוצאות אלו עשויות להיות השלכות מעשיות חשובות לשיפור איכות השתילים המסחריים ולתרום להבטחת התפוקה והאיכות של הירקות.
ה-BrbZIP39 ORF באורך מלא הוכנס ל-pGreenll 62-SK כדי ליצור את האפקטור, ושבר הפרוטור של BrPAL4 הותך לגן הכתב pGreenll 0800 luciferase (LUC) כדי ליצור את גן הכתב. וקטורי הגנים האפקטורים והכתבים הועברו יחד לעלי טבק (Nicotiana benthamiana).
כדי להבהיר את הקשרים של מטבוליטים וגנים, ביצענו ניתוח משותף של מטבולום ותעתיק. ניתוח העשרת מסלולי KEGG הראה כי DEGs ו- DAMs הועשרו יחד ב-33 מסלולי KEGG (איור 5A). ביניהם, מסלול ה"ביוסינתזה של פניל ​​פרופנואיד" היה המועשר בצורה המשמעותית ביותר; מסלול "קיבוע פחמן פוטוסינתטי", מסלול "ביוסינתזה של פלבנואידים", מסלול "המרה בין חומצה פנטוזה-גלוקורונית", מסלול "מטבוליזם טריפטופן" ומסלול "חילוף החומרים של עמילן-סוכרוז" הועשרו גם הם באופן משמעותי. מפת צבירי החום (איור 5B) הראתה שה-DAMs הקשורים ל-DEGs חולקו למספר קטגוריות, ביניהן הפלבנואידים היו הקטגוריה הגדולה ביותר, מה שמצביע על כך שמסלול "ביוסינתזה של פניל ​​פרופנואיד" שיחק תפקיד מכריע בגמדות היפוקוטיל.
המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהיעדר קשרים מסחריים או פיננסיים כלשהם שעלולים להתפרש כניגוד עניינים אפשרי.
כל הדעות המובעות במאמר זה הן של המחבר בלבד ואינן משקפות בהכרח את דעותיהם של ארגונים קשורים, מוציאים לאור, עורכים או סוקרים. כל מוצרים שהוערכו במאמר זה או טענות שנעשו על ידי היצרנים שלהם אינם מובטחים או מאושרים על ידי המפרסם.