Uniconazoles un triazolregulador del crecimiento vegetalque se usa ampliamente para regular la altura de las plantas y prevenir el crecimiento excesivo de las plántulas. Sin embargo, el mecanismo molecular por el cual el uniconazol inhibe la elongación del hipocótilo en las plántulas aún no está claro, y solo hay unos pocos estudios que combinan datos del transcriptoma y el metaboloma para investigar el mecanismo de elongación del hipocótilo. Aquí, observamos que el uniconazol inhibió significativamente la elongación del hipocótilo en plántulas de col china en flor. Curiosamente, con base en el análisis combinado del transcriptoma y el metaboloma, encontramos que el uniconazol afectó significativamente la vía de la "biosíntesis de fenilpropanoides". En esta vía, solo un gen de la familia de genes reguladores de enzimas, BrPAL4, que está involucrado en la biosíntesis de lignina, fue regulado a la baja significativamente. Además, los ensayos de uno-híbrido y dos-híbridos de levadura demostraron que BrbZIP39 podría unirse directamente a la región promotora de BrPAL4 y activar su transcripción. El sistema de silenciamiento génico inducido por virus demostró además que BrbZIP39 podía regular positivamente la elongación del hipocótilo de la col china y la síntesis de lignina en dicho hipocótilo. Los resultados de este estudio aportan nuevos conocimientos sobre el mecanismo de regulación molecular del cloconazol para inhibir la elongación del hipocótilo de la col china. Se confirmó por primera vez que el cloconazol redujo el contenido de lignina al inhibir la síntesis de fenilpropanoides mediada por el módulo BrbZIP39-BrPAL4, lo que provocó el enanismo del hipocótilo en plántulas de col china.
La col china (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) pertenece al género Brassica y es una crucífera anual muy conocida, ampliamente cultivada en mi país (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). En los últimos años, la escala de producción de coliflor china ha seguido expandiéndose, y el método de cultivo ha cambiado de la siembra directa tradicional al cultivo intensivo de plántulas y trasplante. Sin embargo, en el proceso de cultivo intensivo de plántulas y trasplante, el crecimiento excesivo del hipocótilo tiende a producir plántulas alargadas, lo que resulta en una mala calidad de las plántulas. Por lo tanto, controlar el crecimiento excesivo del hipocótilo es un problema apremiante en el cultivo intensivo de plántulas y trasplante de col china. Actualmente, existen pocos estudios que integren datos transcriptómicos y metabolómicos para explorar el mecanismo de elongación del hipocótilo. El mecanismo molecular por el cual el clorantazol regula la expansión del hipocótilo en la col china aún no se ha estudiado. Nuestro objetivo fue identificar qué genes y vías moleculares responden al enanismo del hipocótilo inducido por uniconazol en col china. Mediante análisis transcriptómicos y metabolómicos, así como análisis de un híbrido en levadura, ensayos de luciferasa dual y ensayos de silenciamiento génico inducido por virus (VIGS), descubrimos que el uniconazol podría inducir el enanismo del hipocótilo en col china al inhibir la biosíntesis de lignina en plántulas de col china. Nuestros resultados aportan nuevos conocimientos sobre el mecanismo de regulación molecular mediante el cual el uniconazol inhibe la elongación del hipocótilo en col china mediante la inhibición de la biosíntesis de fenilpropanoides mediada por el módulo BrbZIP39–BrPAL4. Estos resultados podrían tener importantes implicaciones prácticas para mejorar la calidad de las plántulas comerciales y contribuir a garantizar el rendimiento y la calidad de las hortalizas.
El ORF BrbZIP39 completo se insertó en pGreenll 62-SK para generar el efector, y el fragmento promotor BrPAL4 se fusionó al gen reportero de la luciferasa (LUC) pGreenll 0800 para generar dicho gen. Los vectores de los genes efector y reportero se cotransformaron en hojas de tabaco (Nicotiana benthamiana).
Para aclarar las relaciones entre metabolitos y genes, realizamos un análisis conjunto del metaboloma y transcriptoma. El análisis de enriquecimiento de la vía KEGG mostró que los DEG y los DAM se coenriquecieron en 33 vías KEGG (Figura 5A). Entre ellas, la vía de la “biosíntesis de fenilpropanoides” fue la más significativamente enriquecida; la vía de la “fijación fotosintética del carbono”, la vía de la “biosíntesis de flavonoides”, la vía de la “interconversión de ácido pentosa-glucurónico”, la vía del “metabolismo del triptófano” y la vía del “metabolismo del almidón-sacarosa” también se enriquecieron significativamente. El mapa de agrupamiento por calor (Figura 5B) mostró que los DAM asociados con los DEG se dividieron en varias categorías, entre las cuales los flavonoides fueron la categoría más numerosa, lo que indica que la vía de la “biosíntesis de fenilpropanoides” desempeñó un papel crucial en el enanismo del hipocótilo.
Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.
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Hora de publicación: 24 de marzo de 2025