หน้าที่ของยูนิโคนาโซล

       ยูนิโคนาโซลเป็นไตรอะโซลสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชสารยูนิโคนาโซลเป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมความสูงของพืชและป้องกันการเจริญเติบโตมากเกินไปของต้นกล้า อย่างไรก็ตาม กลไกทางโมเลกุลที่ยูนิโคนาโซลยับยั้งการยืดตัวของไฮโปโคทิลในต้นกล้ายังไม่เป็นที่ชัดเจน และมีเพียงไม่กี่งานวิจัยที่รวมข้อมูลทรานสคริปโตมและเมตาโบโลมเพื่อตรวจสอบกลไกการยืดตัวของไฮโปโคทิล ในการศึกษาครั้งนี้ เราพบว่ายูนิโคนาโซลยับยั้งการยืดตัวของไฮโปโคทิลในต้นกล้ากะหล่ำปลีจีนอย่างมีนัยสำคัญ ที่น่าสนใจคือ จากการวิเคราะห์ทรานสคริปโตมและเมตาโบโลมร่วมกัน เราพบว่ายูนิโคนาโซลส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อวิถีการสังเคราะห์ “ฟีนิลโพรพาโนอิด” ในวิถีนี้ มีเพียงยีนเดียวในกลุ่มยีนควบคุมเอนไซม์ BrPAL4 ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ลิกนินเท่านั้นที่ถูกลดระดับการแสดงออกอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ การทดสอบยีสต์วันไฮบริดและทูไฮบริดแสดงให้เห็นว่า BrbZIP39 สามารถจับกับบริเวณโปรโมเตอร์ของ BrPAL4 ได้โดยตรงและกระตุ้นการถอดรหัส ระบบการปิดการทำงานของยีนที่เกิดจากไวรัสได้พิสูจน์เพิ่มเติมว่า BrbZIP39 สามารถควบคุมการยืดตัวของไฮโปโคทิลและการสังเคราะห์ลิกนินในไฮโปโคทิลของกะหล่ำปลีจีนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลการศึกษาครั้งนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับกลไกการควบคุมระดับโมเลกุลของโคลโคนาโซลในการยับยั้งการยืดตัวของไฮโปโคทิลในกะหล่ำปลีจีน ได้รับการยืนยันเป็นครั้งแรกว่าโคลโคนาโซลลดปริมาณลิกนินโดยการยับยั้งการสังเคราะห์ฟีนิลโพรพาโนอิดที่ควบคุมโดยโมดูล BrbZIP39-BrPAL4 ซึ่งนำไปสู่การแคระแกร็นของไฮโปโคทิลในต้นกล้ากะหล่ำปลีจีน

กะหล่ำปลีจีน (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) จัดอยู่ในสกุล Brassica และเป็นผักตระกูลกะหล่ำชนิดหนึ่งที่เป็นที่รู้จักกันดีและปลูกกันอย่างแพร่หลายในประเทศของฉัน (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022) ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ขนาดการผลิตกะหล่ำปลีจีนได้ขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และวิธีการปลูกได้เปลี่ยนจากการหว่านเมล็ดโดยตรงแบบดั้งเดิมไปเป็นการเพาะต้นกล้าแบบเข้มข้นและการย้ายปลูก อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการเพาะต้นกล้าแบบเข้มข้นและการย้ายปลูก การเจริญเติบโตของไฮโปโคทิลที่มากเกินไปมักทำให้ต้นกล้ายืดสูง ส่งผลให้คุณภาพต้นกล้าไม่ดี ดังนั้น การควบคุมการเจริญเติบโตของไฮโปโคทิลที่มากเกินไปจึงเป็นประเด็นสำคัญในการเพาะต้นกล้าแบบเข้มข้นและการย้ายปลูกของกะหล่ำปลีจีน ปัจจุบัน มีการศึกษาเพียงไม่กี่ชิ้นที่บูรณาการข้อมูลทรานสคริปโตมิกส์และเมตาโบโลมิกส์เพื่อสำรวจกลไกการยืดตัวของไฮโปโคทิล กลไกทางโมเลกุลที่คลอแรนทาโซลควบคุมการขยายตัวของไฮโปโคทิลในกะหล่ำปลีจีนยังไม่ได้รับการศึกษามาก่อน เราจึงมุ่งที่จะระบุว่ายีนและวิถีทางโมเลกุลใดตอบสนองต่อการแคระแกร็นของไฮโปโคทิลที่เกิดจากยูนิโคนาโซลในกะหล่ำปลีจีน โดยใช้การวิเคราะห์ทรานสคริปโตมและเมตาโบโลมิกส์ รวมถึงการวิเคราะห์ยีสต์วันไฮบริด การทดสอบดูอัลลูซิเฟอเรส และการทดสอบการยับยั้งยีนที่เกิดจากไวรัส (VIGS) เราพบว่ายูนิโคนาโซลสามารถกระตุ้นให้ไฮโปโคทิลแคระแกร็นในกะหล่ำปลีจีนได้โดยการยับยั้งการสังเคราะห์ลิกนินในต้นกล้ากะหล่ำปลีจีน ผลการวิจัยของเราให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับกลไกการควบคุมทางโมเลกุลที่ยูนิโคนาโซลยับยั้งการยืดตัวของไฮโปโคทิลในกะหล่ำปลีจีนผ่านการยับยั้งการสังเคราะห์ฟีนิลโพรพาโนอิดที่ควบคุมโดยโมดูล BrbZIP39–BrPAL4 ผลลัพธ์เหล่านี้อาจมีนัยสำคัญในทางปฏิบัติสำหรับการปรับปรุงคุณภาพของต้นกล้าเชิงพาณิชย์และมีส่วนช่วยในการรับประกันผลผลิตและคุณภาพของผัก
มีการแทรก ORF BrbZIP39 แบบเต็มความยาวลงใน pGreenll 62-SK เพื่อสร้างเอฟเฟกเตอร์ และมีการเชื่อมชิ้นส่วนโปรโมเตอร์ BrPAL4 เข้ากับยีนรายงานลูซิเฟอเรส (LUC) ของ pGreenll 0800 เพื่อสร้างยีนรายงาน จากนั้นจึงนำเวกเตอร์ของยีนเอฟเฟกเตอร์และยีนรายงานไปถ่ายโอนร่วมกันในใบยาสูบ (Nicotiana benthamiana)
เพื่อชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่างเมตาโบไลต์และยีน เราได้ทำการวิเคราะห์เมตาโบโลมและทรานสคริปโตมร่วมกัน การวิเคราะห์การเสริมคุณค่าของวิถี KEGG แสดงให้เห็นว่า DEGs และ DAMs มีการเสริมคุณค่าร่วมกันในวิถี KEGG 33 วิถี (รูปที่ 5A) ในจำนวนนี้ วิถี “การสังเคราะห์ฟีนิลโพรพาโนอิด” มีการเสริมคุณค่าอย่างมีนัยสำคัญที่สุด วิถี “การตรึงคาร์บอนด้วยการสังเคราะห์แสง” วิถี “การสังเคราะห์ฟลาโวนอยด์” วิถี “การเปลี่ยนเพนโทสเป็นกรดกลูคูโรนิก” วิถี “การเผาผลาญทริปโตเฟน” และวิถี “การเผาผลาญแป้ง-ซูโครส” ก็มีการเสริมคุณค่าอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน แผนที่การจัดกลุ่มความร้อน (รูปที่ 5B) แสดงให้เห็นว่า DAMs ที่เกี่ยวข้องกับ DEGs ถูกแบ่งออกเป็นหลายประเภท โดยฟลาโวนอยด์เป็นประเภทที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งบ่งชี้ว่าวิถี “การสังเคราะห์ฟีนิลโพรพาโนอิด” มีบทบาทสำคัญในภาวะแคระแกร็นของไฮโปโคทิล
ผู้เขียนขอประกาศว่าการวิจัยนี้ดำเนินการโดยปราศจากความสัมพันธ์ทางการค้าหรือทางการเงินใดๆ ที่อาจถือได้ว่าเป็นผลประโยชน์ทับซ้อน
ความคิดเห็นทั้งหมดที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงความคิดเห็นของผู้เขียนเท่านั้น และไม่จำเป็นต้องสะท้อนถึงมุมมองขององค์กรที่เกี่ยวข้อง สำนักพิมพ์ บรรณาธิการ หรือผู้ตรวจสอบ บทความดังกล่าวไม่รับประกันหรือรับรองผลิตภัณฑ์ใด ๆ ที่ได้รับการประเมินในบทความนี้ หรือข้อกล่าวอ้างใด ๆ ที่ผู้ผลิตกล่าวอ้าง