Ունիկոնազոլի գործառույթը

       Ունիկոնազոլտրիազոլ էբույսերի աճի կարգավորիչորը լայնորեն օգտագործվում է բույսերի բարձրությունը կարգավորելու և սածիլների գերաճը կանխելու համար: Այնուամենայնիվ, մոլեկուլային մեխանիզմը, որով ունիկոնազոլը կանխում է սածիլների հիպոկոտիլային երկարացումը, դեռևս պարզ չէ, և կան միայն մի քանի ուսումնասիրություններ, որոնք համատեղում են տրանսկրիպտոմների և մետաբոլոմների տվյալները՝ հիպոկոտիլային երկարացման մեխանիզմը ուսումնասիրելու համար: Այստեղ մենք նկատեցինք, որ ունիկոնազոլը զգալիորեն կանխում է հիպոկոտիլային երկարացումը չինական ծաղկող կաղամբի սածիլներում: Հետաքրքիր է, որ տրանսկրիպտոմի և մետաբոլոմի համակցված վերլուծության հիման վրա մենք պարզեցինք, որ ունիկոնազոլը զգալիորեն ազդում է «ֆենիլպրոպանոիդների կենսասինթեզի» ուղու վրա: Այս ուղու վրա ֆերմենտային կարգավորող գեների ընտանիքի միայն մեկ գեն՝ BrPAL4-ը, որը մասնակցում է լիգնինի կենսասինթեզին, զգալիորեն իջեցվել է: Բացի այդ, խմորիչների մեկ-հիբրիդային և երկու-հիբրիդային փորձարկումները ցույց տվեցին, որ BrbZIP39-ը կարող է ուղղակիորեն կապվել BrPAL4-ի պրոմոտորային շրջանի հետ և ակտիվացնել դրա տրանսկրիպցիան: Վիրուսի կողմից առաջացած գեների լռեցման համակարգը հետագայում ապացուցեց, որ BrbZIP39-ը կարող է դրականորեն կարգավորել չինական կաղամբի հիպոկոտիլային երկարացումը և հիպոկոտիլ լիգնինի սինթեզը: Այս ուսումնասիրության արդյունքները նոր պատկերացում են տալիս չինական կաղամբի հիպոկոտիլային երկարացման արգելակման գործում կլոկոնազոլի մոլեկուլային կարգավորման մեխանիզմի մասին: Առաջին անգամ հաստատվեց, որ կլոկոնազոլը նվազեցնում է լիգնինի պարունակությունը՝ արգելակելով BrbZIP39-BrPAL4 մոդուլի միջնորդությամբ ֆենիլպրոպանոիդի սինթեզը, ինչը հանգեցնում է չինական կաղամբի սածիլների հիպոկոտիլային թզուկացմանը:

Չինական կաղամբը (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) պատկանում է Brassica ցեղին և հայտնի միամյա 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 մշակման մեթոդը փոխվել է ավանդական ուղիղ ցանքից ինտենսիվ սածիլների մշակության և փոխպատվաստման: Այնուամենայնիվ, ինտենսիվ սածիլների մշակության և փոխպատվաստման գործընթացում հիպոկոտիլի չափազանց աճը հակված է երկարավուն սածիլներ արտադրելուն, ինչը հանգեցնում է սածիլների վատ որակի: Հետևաբար, հիպոկոտիլի չափազանց աճի վերահսկումը հրատապ խնդիր է չինական կաղամբի ինտենսիվ սածիլների մշակության և փոխպատվաստման մեջ: Ներկայումս կան քիչ ուսումնասիրություններ, որոնք ինտեգրում են տրանսկրիպտոմիկայի և մետաբոլոմիկայի տվյալները՝ հիպոկոտիլի երկարացման մեխանիզմն ուսումնասիրելու համար: Քլորանտազոլի կողմից չինական կաղամբում հիպոկոտիլի ընդլայնումը կարգավորող մոլեկուլային մեխանիզմը դեռևս չի ուսումնասիրվել: Մեր նպատակն էր պարզել, թե որ գեներն ու մոլեկուլային ուղիներն են արձագանքում չինական կաղամբում ունիկոնազոլի առաջացրած հիպոկոտիլի թզուկացմանը: Տրանսկրիպտոմային և մետաբոլոմիկ վերլուծությունների, ինչպես նաև խմորիչի մեկ հիբրիդային վերլուծության, կրկնակի լյուցիֆերազային վերլուծության և վիրուսով առաջացած գեների լռեցման (VIGS) վերլուծության միջոցով մենք պարզեցինք, որ ունիկոնազոլը կարող է առաջացնել հիպոկոտիլային թզուկացում չինական կաղամբում՝ արգելակելով լիգնինի կենսասինթեզը չինական կաղամբի սածիլներում: Մեր արդյունքները նոր պատկերացում են տալիս մոլեկուլային կարգավորիչ մեխանիզմի մասին, որի միջոցով ունիկոնազոլը արգելակում է հիպոկոտիլային երկարացումը չինական կաղամբում՝ արգելակելով BrbZIP39–BrPAL4 մոդուլի միջնորդությամբ ֆենիլպրոպանոիդի կենսասինթեզը: Այս արդյունքները կարող են կարևոր գործնական նշանակություն ունենալ առևտրային սածիլների որակի բարելավման և բանջարեղենի բերքատվության և որակի ապահովման համար:
Լրիվ երկարությամբ BrbZIP39 ORF-ը տեղադրվել է pGreenll 62-SK-ի մեջ՝ էֆեկտորը առաջացնելու համար, իսկ BrPAL4 պրոմոտորային բեկորը միացվել է pGreenll 0800 լյուցիֆերազի (LUC) ռեպորտեր գենին՝ ռեպորտեր գենը առաջացնելու համար: Էֆեկտոր և ռեպորտեր գենի վեկտորները համատեղ տրանսֆորմացվել են ծխախոտի (Nicotiana benthamiana) տերևների:
Մետաբոլիտների և գեների փոխհարաբերությունները պարզաբանելու համար մենք կատարեցինք մետաբոլոմի և տրանսկրիպտոմի համատեղ վերլուծություն: KEGG ուղու հարստացման վերլուծությունը ցույց տվեց, որ DEG-ները և DAM-ները համատեղ հարստացված են 33 KEGG ուղիներով (Նկար 5Ա): Դրանց թվում «ֆենիլպրոպանոիդի կենսասինթեզի» ուղին ամենաշատն էր հարստացված. «ֆոտոսինթետիկ ածխածնի ֆիքսացիայի» ուղին, «ֆլավոնոիդի կենսասինթեզի» ուղին, «պենտոզա-գլյուկուրոնաթթու փոխադարձ փոխակերպման» ուղին, «տրիպտոֆանի նյութափոխանակության» ուղին և «օսլա-սախարոզային նյութափոխանակության» ուղին նույնպես զգալիորեն հարստացված էին: Ջերմային կլաստերացման քարտեզը (Նկար 5Բ) ցույց տվեց, որ DEG-ների հետ կապված DAM-ները բաժանված են մի քանի կատեգորիաների, որոնց մեջ ֆլավոնոիդները ամենամեծ կատեգորիան էին, ինչը ցույց է տալիս, որ «ֆենիլպրոպանոիդի կենսասինթեզի» ուղին կարևոր դեր է խաղացել հիպոկոտիլային թզուկության մեջ:
Հեղինակները հայտարարում են, որ հետազոտությունը անցկացվել է որևէ առևտրային կամ ֆինանսական հարաբերությունների բացակայության պայմաններում, որոնք կարող են մեկնաբանվել որպես շահերի բախման հավանական պատճառ։
Այս հոդվածում արտահայտված բոլոր կարծիքները պատկանում են միայն հեղինակին և պարտադիր չէ, որ արտացոլեն դուստր կազմակերպությունների, հրատարակիչների, խմբագիրների կամ գրախոսողների տեսակետները: Այս հոդվածում գնահատված որևէ ապրանք կամ դրանց արտադրողների կողմից ներկայացված պնդում չի երաշխավորվում կամ հաստատվում հրատարակչի կողմից: