Յունիկոնազոլի գործառույթը

       Յունիկոնազոլտրիազոլ էբույսերի աճի կարգավորիչորը լայնորեն օգտագործվում է բույսի բարձրությունը կարգավորելու և սածիլների գերաճը կանխելու համար։ Այնուամենայնիվ, մոլեկուլային մեխանիզմը, որով միկոնազոլը արգելակում է սածիլների հիպոկոտիլային երկարացումը, դեռևս պարզ չէ, և կան միայն մի քանի ուսումնասիրություններ, որոնք միավորում են տրանսկրիպտոմի և մետաբոլոմի տվյալները՝ հետազոտելու հիպոկոտիլային երկարացման մեխանիզմը: Այստեղ մենք նկատեցինք, որ միկոնազոլը զգալիորեն արգելակել է հիպոկոտիլային երկարացումը չինական ծաղկող կաղամբի սածիլներում: Հետաքրքիր է, որ տրանսկրիպտոմի և մետաբոլոմի համակցված վերլուծության հիման վրա մենք պարզեցինք, որ ունիկոնազոլը զգալիորեն ազդել է «ֆենիլպրոպանոիդների կենսասինթեզի» ուղու վրա: Այս ճանապարհով ֆերմենտային կարգավորող գեների ընտանիքի միայն մեկ գեն՝ BrPAL4, որը մասնակցում է լիգնինի կենսասինթեզին, էականորեն անկում է ապրել: Բացի այդ, խմորիչի մեկ հիբրիդային և երկու հիբրիդային անալիզները ցույց տվեցին, որ BrbZIP39-ը կարող է ուղղակիորեն կապվել BrPAL4-ի պրոմոտորային շրջանին և ակտիվացնել դրա տառադարձումը: Վիրուսից առաջացած գեների խլացման համակարգը հետագայում ապացուցեց, որ BrbZIP39-ը կարող է դրականորեն կարգավորել չինական կաղամբի հիպոկոտիլային երկարացումը և հիպոկոտիլային լիգնինի սինթեզը: Այս հետազոտության արդյունքները նոր պատկերացումներ են տալիս կլոկոնազոլի մոլեկուլային կարգավորիչ մեխանիզմի վերաբերյալ՝ արգելակելով չինական կաղամբի հիպոկոտիլային երկարացումը: Առաջին անգամ հաստատվեց, որ կլոկոնազոլը նվազեցնում է լիգնինի պարունակությունը՝ արգելակելով BrbZIP39-BrPAL4 մոդուլի միջնորդությամբ ֆենիլպրոպանոիդների սինթեզը, ինչը հանգեցնում է չինական կաղամբի սածիլների հիպոկոտիլային թզուկի:

Չինական կաղամբը (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) պատկանում է Brassica սեռին և հայտնի տարեկան խաչածաղկավոր բանջարեղեն է, որը լայնորեն աճեցվում է իմ երկրում (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022): Վերջին տարիներին չինական ծաղկակաղամբի արտադրության մասշտաբները շարունակել են ընդլայնվել, և աճեցման եղանակը ավանդական ուղղակի ցանքից փոխվել է ինտենսիվ սածիլների մշակության և փոխպատվաստման: Այնուամենայնիվ, սածիլների ինտենսիվ մշակման և փոխպատվաստման գործընթացում հիպոկոտիլային ավելցուկային աճը հակված է ոտքավոր սածիլների առաջացմանը, ինչը հանգեցնում է սածիլների վատ որակի: Հետևաբար, հիպոկոտիլային ավելցուկային աճի վերահսկումը հրատապ խնդիր է ինտենսիվ սածիլների մշակության և չինական կաղամբի փոխպատվաստման մեջ: Ներկայումս կան մի քանի հետազոտություններ, որոնք միավորում են տրանսկրիպտոմիկայի և մետաբոլոմիկայի տվյալները՝ հետազոտելու հիպոկոտիլային երկարացման մեխանիզմը: Մոլեկուլային մեխանիզմը, որով քլորանտազոլը կարգավորում է չինական կաղամբի հիպոկոտիլային ընդլայնումը, դեռ չի ուսումնասիրվել: Մենք նպատակ ունեինք բացահայտել, թե որ գեներն ու մոլեկուլային ուղիներն են արձագանքում չինական կաղամբում ունիկոնազոլով առաջացած հիպոկոտիլային թզուկին: Օգտագործելով տրանսկրիպտոմի և նյութափոխանակության անալիզները, ինչպես նաև խմորիչի մեկ հիբրիդային անալիզը, կրկնակի լյուցիֆերազային վերլուծությունը և վիրուսի գենի լռեցման (VIGS) վերլուծությունը՝ մենք պարզեցինք, որ միկոնազոլը կարող է չինական կաղամբում հիպոկոտիլային թզուկ առաջացնել՝ արգելակելով չինական կաղամբի բիոսինթեզը: Մեր արդյունքները նոր պատկերացումներ են տալիս մոլեկուլային կարգավորիչ մեխանիզմի վերաբերյալ, որով ունիկոնազոլը արգելակում է չինական կաղամբի հիպոկոտիլային երկարացումը՝ արգելակելով ֆենիլպրոպանոիդային կենսասինթեզը՝ միջնորդավորված BrbZIP39-BrPAL4 մոդուլի միջոցով: Այս արդյունքները կարող են կարևոր գործնական հետևանքներ ունենալ առևտրային տնկիների որակի բարելավման և բանջարեղենի բերքատվության և որակի ապահովմանը նպաստելու համար:
Ամբողջական BrbZIP39 ORF-ը տեղադրվել է pGreenll 62-SK-ի մեջ՝ էֆեկտոր ստեղծելու համար, իսկ BrPAL4 պրոմոտորի հատվածը միաձուլվել է pGreenll 0800 լյուցիֆերազի (LUC) ռեպորտաժային գենին՝ ռեպորտաժի գեն ստեղծելու համար: Էֆեկտոր և ռեպորտաժային գենի վեկտորները փոխակերպվել են ծխախոտի (Nicotiana benthamiana) տերևների:
Մետաբոլիտների և գեների փոխհարաբերությունները պարզելու համար մենք կատարեցինք համատեղ մետաբոլոմի և տրանսկրիպտոմի վերլուծություն: KEGG ուղիների հարստացման վերլուծությունը ցույց է տվել, որ DEG-ները և DAM-ները համատեղ հարստացվել են 33 KEGG ուղիներով (Նկար 5Ա): Դրանցից առավել էականորեն հարստացել է «ֆենիլպրոպանոիդների կենսասինթեզի» ուղին. «Ֆոտոսինթետիկ ածխածնի ամրագրման» ուղին, «ֆլավոնոիդների կենսասինթեզի» ուղին, «պենտոզա-գլյուկուրոնաթթու փոխակերպման» ուղին, «տրիպտոֆանի նյութափոխանակությունը» և «օսլա-սախարոզային նյութափոխանակությունը» նույնպես զգալիորեն հարստացան: Ջերմային կլաստերավորման քարտեզը (Նկար 5B) ցույց տվեց, որ DAM-ները, որոնք կապված են DEG-ների հետ, բաժանված էին մի քանի կատեգորիաների, որոնց թվում ամենամեծ կատեգորիան էին ֆլավոնոիդները, ինչը ցույց է տալիս, որ «ֆենիլպրոպանոիդների կենսասինթեզի» ուղին վճռորոշ դեր է խաղացել հիպոկոտիլային գաճաճության մեջ:
Հեղինակները հայտարարում են, որ հետազոտությունն իրականացվել է որևէ առևտրային կամ ֆինանսական հարաբերությունների բացակայության պայմաններում, որոնք կարող են մեկնաբանվել որպես շահերի պոտենցիալ բախում:
Այս հոդվածում արտահայտված բոլոր կարծիքները բացառապես հեղինակինն են և պարտադիր չէ, որ արտացոլեն փոխկապակցված կազմակերպությունների, հրատարակիչների, խմբագիրների կամ գրախոսների տեսակետները: Սույն հոդվածում գնահատված ցանկացած ապրանք կամ դրանց արտադրողների կողմից ներկայացված պնդումները երաշխավորված կամ հաստատված չեն հրատարակչի կողմից: