Uniconazolé um triazolregulador de crescimento vegetalO uniconazol é amplamente utilizado para regular a altura das plantas e prevenir o crescimento excessivo das plântulas. No entanto, o mecanismo molecular pelo qual o uniconazol inibe o alongamento do hipocótilo das plântulas ainda não está claro, e existem poucos estudos que combinam dados de transcriptoma e metaboloma para investigar esse mecanismo. Neste estudo, observamos que o uniconazol inibiu significativamente o alongamento do hipocótilo em plântulas de couve-flor chinesa. Curiosamente, com base na análise combinada de transcriptoma e metaboloma, descobrimos que o uniconazol afetou significativamente a via de biossíntese de fenilpropanoides. Nessa via, apenas um gene da família de genes reguladores de enzimas, BrPAL4, envolvido na biossíntese de lignina, apresentou expressão significativamente reduzida. Além disso, ensaios de interação proteína-proteína em levedura (one-hybrid e two-hybrid) demonstraram que a proteína BrbZIP39 pode se ligar diretamente à região promotora de BrPAL4 e ativar sua transcrição. O sistema de silenciamento gênico induzido por vírus comprovou ainda que BrbZIP39 pode regular positivamente o alongamento do hipocótilo da couve-chinesa e a síntese de lignina no hipocótilo. Os resultados deste estudo fornecem novos insights sobre o mecanismo regulatório molecular do cloconazol na inibição do alongamento do hipocótilo da couve-chinesa. Foi confirmado, pela primeira vez, que o cloconazol reduz o teor de lignina por meio da inibição da síntese de fenilpropanoides mediada pelo módulo BrbZIP39-BrPAL4, levando, assim, ao nanismo do hipocótilo em mudas de couve-chinesa.
A couve-chinesa (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) pertence ao gênero Brassica e é uma hortaliça crucífera anual bem conhecida e amplamente cultivada no meu país (Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). Nos últimos anos, a escala de produção da couve-chinesa tem se expandido continuamente, e o método de cultivo mudou da semeadura direta tradicional para o cultivo intensivo de mudas e transplante. No entanto, no processo de cultivo intensivo de mudas e transplante, o crescimento excessivo do hipocótilo tende a produzir mudas alongadas, resultando em baixa qualidade das mudas. Portanto, o controle do crescimento excessivo do hipocótilo é uma questão urgente no cultivo intensivo de mudas e transplante de couve-chinesa. Atualmente, existem poucos estudos que integram dados de transcriptômica e metabolômica para explorar o mecanismo de alongamento do hipocótilo. O mecanismo molecular pelo qual o clorantazol regula a expansão do hipocótilo na couve-chinesa ainda não foi estudado. Nosso objetivo foi identificar quais genes e vias moleculares respondem ao nanismo do hipocótilo induzido pelo uniconazol em couve-chinesa. Utilizando análises de transcriptoma e metabolômica, bem como análise de interação proteína-proteína em levedura (one-hybrid), ensaio de luciferase dupla e ensaio de silenciamento gênico induzido por vírus (VIGS), descobrimos que o uniconazol pode induzir o nanismo do hipocótilo em couve-chinesa por meio da inibição da biossíntese de lignina em plântulas. Nossos resultados fornecem novos insights sobre o mecanismo regulatório molecular pelo qual o uniconazol inibe o alongamento do hipocótilo em couve-chinesa, através da inibição da biossíntese de fenilpropanoides mediada pelo módulo BrbZIP39–BrPAL4. Esses resultados podem ter importantes implicações práticas para a melhoria da qualidade de mudas comerciais e contribuir para garantir a produtividade e a qualidade de hortaliças.
A sequência ORF completa de BrbZIP39 foi inserida no vetor pGreenll 62-SK para gerar o efetor, e o fragmento do promotor BrPAL4 foi fundido ao gene repórter de luciferase (LUC) do vetor pGreenll 0800 para gerar o gene repórter. Os vetores do efetor e do gene repórter foram co-transformados em folhas de tabaco (Nicotiana benthamiana).
Para esclarecer as relações entre metabólitos e genes, realizamos uma análise conjunta de metaboloma e transcriptoma. A análise de enriquecimento de vias KEGG mostrou que os genes diferencialmente expressos (DEGs) e os metabólitos diferencialmente expressos (DAMs) estavam coenriquecidos em 33 vias KEGG (Figura 5A). Entre elas, a via de “biossíntese de fenilpropanoides” foi a mais significativamente enriquecida; as vias de “fixação fotossintética de carbono”, “biossíntese de flavonoides”, “interconversão de pentose-ácido glucurônico”, “metabolismo do triptofano” e “metabolismo do amido-sacarose” também apresentaram enriquecimento significativo. O mapa de agrupamento por calor (Figura 5B) mostrou que os DAMs associados aos DEGs foram divididos em várias categorias, sendo os flavonoides a maior categoria, indicando que a via de “biossíntese de fenilpropanoides” desempenha um papel crucial no nanismo do hipocótilo.
Os autores declaram que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que possam ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.
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Data da publicação: 24/03/2025