หน้าที่ของยูนิโคนาโซล

       ยูนิโคนาโซลเป็นไตรอะโซลสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมความสูงของต้นและป้องกันต้นกล้าเจริญเติบโตมากเกินไป อย่างไรก็ตาม กลไกโมเลกุลที่ยูนิโคนาโซลยับยั้งการยืดตัวของไฮโปโคทิลในต้นกล้ายังคงไม่ชัดเจน และมีเพียงไม่กี่การศึกษาที่รวมข้อมูลทรานสคริปโทมและเมตาโบโลมเข้าด้วยกันเพื่อตรวจสอบกลไกการยืดตัวของไฮโปโคทิล ที่นี่ เราสังเกตว่ายูนิโคนาโซลยับยั้งการยืดตัวของไฮโปโคทิลในต้นกล้ากะหล่ำปลีดอกจีนได้อย่างมีนัยสำคัญ ที่น่าสนใจคือ จากการวิเคราะห์ทรานสคริปโทมและเมตาโบโลมร่วมกัน เราพบว่ายูนิโคนาโซลส่งผลต่อเส้นทาง "การสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์" อย่างมีนัยสำคัญ ในเส้นทางนี้ ยีนเพียงยีนเดียวในกลุ่มยีนควบคุมเอนไซม์ BrPAL4 ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ลิกนิน ถูกควบคุมลงอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ การทดสอบยีสต์ไฮบริดหนึ่งและไฮบริดสองตัวแสดงให้เห็นว่า BrbZIP39 สามารถจับกับบริเวณโปรโมเตอร์ของ BrPAL4 ได้โดยตรงและกระตุ้นการถอดรหัสของมัน ระบบการทำให้ยีนเงียบที่เกิดจากไวรัสพิสูจน์เพิ่มเติมว่า BrbZIP39 สามารถควบคุมการยืดตัวของไฮโปโคทิลในกะหล่ำปลีจีนและการสังเคราะห์ไฮโปโคทิลลิกนินในเชิงบวก ผลการศึกษาครั้งนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับกลไกการควบคุมระดับโมเลกุลของโคลโคนาโซลในการยับยั้งการยืดตัวของไฮโปโคทิลในกะหล่ำปลีจีน ได้รับการยืนยันเป็นครั้งแรกว่าโคลโคนาโซลลดปริมาณลิกนินโดยยับยั้งการสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์ที่ควบคุมโดยโมดูล BrbZIP39-BrPAL4 ส่งผลให้ต้นกล้ากะหล่ำปลีจีนแคระ

กะหล่ำปลีจีน (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) เป็นพืชในสกุล Brassica และเป็นผักตระกูลกะหล่ำประจำปีที่มีชื่อเสียงซึ่งปลูกกันอย่างแพร่หลายในประเทศของฉัน (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022) ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ปริมาณการผลิตกะหล่ำดอกจีนยังคงขยายตัวต่อไป และวิธีการเพาะปลูกได้เปลี่ยนจากการหว่านเมล็ดโดยตรงแบบดั้งเดิมไปเป็นการเพาะเลี้ยงต้นกล้าแบบเข้มข้นและการย้ายปลูก อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการเพาะเลี้ยงต้นกล้าแบบเข้มข้นและการย้ายปลูก การเจริญเติบโตของไฮโปโคทิลมากเกินไปมีแนวโน้มที่จะทำให้ต้นกล้ามีขายาว ส่งผลให้คุณภาพของต้นกล้าไม่ดี ดังนั้น การควบคุมการเจริญเติบโตของไฮโปโคทิลมากเกินไปจึงเป็นปัญหาเร่งด่วนในการเพาะเลี้ยงต้นกล้าแบบเข้มข้นและการย้ายปลูกกะหล่ำปลีจีน ปัจจุบันมีการศึกษาน้อยมากที่ผสานข้อมูลทรานสคริปโตมิกส์และเมตาโบโลมิกส์เพื่อสำรวจกลไกของการยืดตัวของไฮโปโคทิล กลไกระดับโมเลกุลที่คลอรันทาโซลควบคุมการขยายตัวของไฮโปโคทิลในกะหล่ำปลีจีนยังไม่ได้รับการศึกษา เรามุ่งหวังที่จะระบุยีนและเส้นทางระดับโมเลกุลใดที่ตอบสนองต่อภาวะแคระแกร็นที่เกิดจากยูนิโคนาโซลในกะหล่ำปลีจีน โดยใช้การวิเคราะห์ทรานสคริปโทมและเมตาโบโลมิกส์ ตลอดจนการวิเคราะห์ยีสต์ไฮบริดหนึ่งลูก การวิเคราะห์ลูซิเฟอเรสคู่ และการวิเคราะห์การปิดยีนที่เหนี่ยวนำโดยไวรัส (VIGS) เราพบว่ายูนิโคนาโซลสามารถเหนี่ยวนำภาวะแคระแกร็นของไฮโปโคทิลในกะหล่ำปลีจีนได้โดยการยับยั้งการสังเคราะห์ลิกนินในต้นกล้ากะหล่ำปลีจีน ผลการศึกษาของเราให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับกลไกการควบคุมระดับโมเลกุลที่ยูนิโคนาโซลยับยั้งการยืดตัวของไฮโปโคทิลในกะหล่ำปลีจีนผ่านการยับยั้งการสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์ที่ควบคุมโดยโมดูล BrbZIP39–BrPAL4 ผลการศึกษาเหล่านี้อาจมีความหมายในทางปฏิบัติที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงคุณภาพของต้นกล้าเชิงพาณิชย์และมีส่วนช่วยในการรับประกันผลผลิตและคุณภาพของผัก
ORF BrbZIP39 ที่มีความยาวเต็มถูกแทรกเข้าไปใน pGreenll 62-SK เพื่อสร้างเอฟเฟกเตอร์ และชิ้นส่วนโปรโมเตอร์ BrPAL4 ถูกหลอมรวมกับยีนรายงาน pGreenll 0800 luciferase (LUC) เพื่อสร้างยีนรายงาน เวกเตอร์ของเอฟเฟกเตอร์และยีนรายงานถูกเปลี่ยนรูปร่วมกันเป็นใบยาสูบ (Nicotiana benthamiana)
เพื่อชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่างเมตาบอไลต์และยีน เราได้ทำการวิเคราะห์เมตาโบโลมและทรานสคริปโตมร่วมกัน การวิเคราะห์การเพิ่มความเข้มข้นของเส้นทาง KEGG แสดงให้เห็นว่า DEG และ DAM ได้รับการเพิ่มความเข้มข้นร่วมกันในเส้นทาง KEGG 33 เส้นทาง (รูปที่ 5A) ในจำนวนนั้น เส้นทาง "การสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์" มีความเข้มข้นมากที่สุด เส้นทาง "การตรึงคาร์บอนด้วยแสงสังเคราะห์" เส้นทาง "การสังเคราะห์ฟลาโวนอยด์" เส้นทาง "การแปลงระหว่างกรดเพนโทส-กลูคูโรนิก" เส้นทาง "การเผาผลาญทริปโตเฟน" และเส้นทาง "การเผาผลาญแป้ง-ซูโครส" ก็มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน แผนผังการรวมกลุ่มความร้อน (รูปที่ 5B) แสดงให้เห็นว่า DAM ที่เกี่ยวข้องกับ DEG แบ่งออกเป็นหลายประเภท โดยฟลาโวนอยด์เป็นประเภทที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งบ่งชี้ว่าเส้นทาง "การสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์" มีบทบาทสำคัญในภาวะแคระแกร็นของไฮโปโคทิล
ผู้เขียนขอประกาศว่าการวิจัยดังกล่าวดำเนินการโดยไม่มีความสัมพันธ์เชิงพาณิชย์หรือทางการเงินใดๆ ที่อาจตีความได้ว่าอาจเกิดความขัดแย้งทางผลประโยชน์ได้
ความคิดเห็นทั้งหมดที่แสดงในบทความนี้เป็นของผู้เขียนเท่านั้นและไม่จำเป็นต้องสะท้อนถึงมุมมองขององค์กรที่เกี่ยวข้อง ผู้จัดพิมพ์ บรรณาธิการ หรือผู้วิจารณ์ ผลิตภัณฑ์ใดๆ ที่ได้รับการประเมินในบทความนี้หรือคำกล่าวอ้างจากผู้ผลิตจะไม่ได้รับการรับประกันหรือรับรองโดยผู้จัดพิมพ์