תפקידו של יוניקונזול

       יוניקונזולהוא טריאזולמווסת צמיחת צמחיםאשר נמצא בשימוש נרחב לוויסות גובה הצמח ולמניעת צמיחת יתר של שתילים. עם זאת, המנגנון המולקולרי שבאמצעותו יוניקונזול מעכב את התארכות ההיפוקוטיל של השתילים עדיין אינו ברור, וישנם רק מחקרים מעטים המשלבים נתוני טרנסקריפטום ומטבולום כדי לחקור את מנגנון התארכות ההיפוקוטיל. כאן, צפינו כי יוניקונזול עיכב באופן משמעותי את התארכות ההיפוקוטיל בשתילי כרוב סיני פורח. מעניין לציין, בהתבסס על ניתוח משולב של טרנסקריפטום ומטבולום, מצאנו כי יוניקונזול השפיע באופן משמעותי על מסלול "ביוסינתזה של פנילפרופנואיד". במסלול זה, רק גן אחד ממשפחת גני הרגולציה של האנזימים, BrPAL4, המעורב בביוסינתזה של ליגנין, היה מווסת בצורה מופחתת באופן משמעותי. בנוסף, מבחני היבריד אחד ושני היברידיים בשמרים הראו כי BrbZIP39 יכול להיקשר ישירות לאזור המקדם של BrPAL4 ולהפעיל את התעתוק שלו. מערכת השתקת הגנים המושרה על ידי הנגיף הוכיחה עוד כי BrbZIP39 יכול לווסת באופן חיובי את התארכות ההיפוקוטיל של כרוב סיני ואת סינתזת ההיפוקוטיל ליגנין. תוצאות מחקר זה מספקות תובנות חדשות לגבי מנגנון הבקרה המולקולרי של קלוקונזול בעיכוב התארכות היפוקוטילים בכרוב סיני. אושר לראשונה כי קלוקונזול הפחית את תכולת הליגנין על ידי עיכוב סינתזת פנילפרופנואיד בתיווך מודול BrbZIP39-BrPAL4, ובכך הוביל לגמדות היפוקוטילים בשתילי כרוב סיני.

כרוב סיני (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) שייך לסוג Brassica והוא ירק מצליבי חד-שנתי ידוע הגדל באופן נרחב בארצי (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). בשנים האחרונות, היקף הייצור של כרובית סינית המשיך להתרחב, ושיטת הגידול השתנתה מזריעה ישירה מסורתית לגידול שתילים אינטנסיבי והשתלה. עם זאת, בתהליך גידול השתילים האינטנסיבי והשתלה, גידול היפוקוטיל מוגזם נוטה לייצר שתילים ארוכים, וכתוצאה מכך איכות השתיל ירודה. לכן, שליטה בגדילת היפוקוטיל מוגזמת היא נושא דחוף בגידול שתילים אינטנסיבי והשתלה של כרוב סיני. נכון לעכשיו, ישנם מעט מחקרים המשלבים נתוני טרנסקריפטומיקה ומטבולומיקה כדי לחקור את מנגנון התארכות ההיפוקוטיל. המנגנון המולקולרי שבאמצעותו כלורנטזול מווסת את התפשטות ההיפוקוטיל בכרוב סיני טרם נחקר. מטרתנו הייתה לזהות אילו גנים ומסלולים מולקולריים מגיבים לגמד היפוקוטיל המושרה על ידי יוניקונזול בכרוב סיני. באמצעות אנליזות טרנסקריפטום ומטבולומיה, כמו גם אנליזת שמרים חד-היברידיים, מבחן לוציפראז כפול, ומבחן השתקת גנים מושרה על ידי וירוסים (VIGS), מצאנו כי יוניקונזול יכול לגרום לגמד היפוקוטיל בכרוב סיני על ידי עיכוב ביוסינתזה של ליגנין בשתילי כרוב סיני. תוצאותינו מספקות תובנות חדשות לגבי מנגנון הבקרה המולקולרי שבאמצעותו יוניקונזול מעכב התארכות היפוקוטיל בכרוב סיני באמצעות עיכוב ביוסינתזה של פנילפרופנואיד בתיווך מודול BrbZIP39-BrPAL4. לתוצאות אלו עשויות להיות השלכות מעשיות חשובות על שיפור איכות השתילים המסחריים ותרומה להבטחת היבול והאיכות של הירקות.
ORF באורך מלא של BrbZIP39 הוכנס ל-pGreenll 62-SK כדי ליצור את האפקטור, ופרגמנט הפרומוטר BrPAL4 חובר לגן המדווח לוציפראז pGreenll 0800 (LUC) כדי ליצור את הגן המדווח. וקטורי האפקטור וגן המדווח עברו טרנספורמציה משותפת לעלי טבק (Nicotiana benthamiana).
כדי להבהיר את הקשרים בין מטבוליטים וגנים, ביצענו ניתוח משותף של מטבולום וטרנסקריפטום. ניתוח העשרה של מסלול KEGG הראה כי DEGs ו-DAMs הועשרו יחד ב-33 מסלולי KEGG (איור 5A). ביניהם, מסלול "ביוסינתזה של פנילפרופנואיד" היה המועשר באופן משמעותי ביותר; מסלול "קיבוע פחמן פוטוסינתטי", מסלול "ביוסינתזה של פלבנואידים", מסלול "המרה בין חומצה פנטוז-גלוקורונית", מסלול "מטבוליזם טריפטופן" ומסלול "מטבוליזם של עמילן-סוכרוז" הועשרו גם הם באופן משמעותי. מפת אשכול החום (איור 5B) הראתה כי ה-DAMs הקשורים ל-DEGs חולקו למספר קטגוריות, ביניהן פלבנואידים היו הקטגוריה הגדולה ביותר, דבר המצביע על כך שמסלול "ביוסינתזה של פנילפרופנואיד" מילא תפקיד מכריע בגמדות היפוקוטיל.
המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהיעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שעלול להתפרש כניגוד עניינים פוטנציאלי.
כל הדעות המובעות במאמר זה הן אך ורק של המחבר ואינן משקפות בהכרח את דעותיהם של ארגונים קשורים, מו"לים, עורכים או מבקרים. כל מוצר המוערך במאמר זה או טענות המועלות על ידי יצרניהם אינם מובטחים או מאושרים על ידי המו"ל.