Uniconazoleest un triazolerégulateur de croissance des planteslargement utilisé pour réguler la hauteur des plantes et prévenir la prolifération des plantules. Cependant, le mécanisme moléculaire par lequel l'uniconazole inhibe l'élongation de l'hypocotyle des plantules n'est pas encore clair, et seules quelques études combinant les données du transcriptome et du métabolome permettent d'étudier le mécanisme d'élongation de l'hypocotyle. Ici, nous avons observé que l'uniconazole inhibait significativement l'élongation de l'hypocotyle chez les plantules de chou chinois. Fait intéressant, sur la base de l'analyse combinée du transcriptome et du métabolome, nous avons constaté que l'uniconazole affectait significativement la voie de « biosynthèse des phénylpropanoïdes ». Dans cette voie, un seul gène de la famille des gènes régulateurs enzymatiques, BrPAL4, impliqué dans la biosynthèse de la lignine, était significativement régulé à la baisse. De plus, des tests d'hybridation simple et double sur levure ont démontré que BrbZIP39 pouvait se lier directement à la région promotrice de BrPAL4 et activer sa transcription. Le système de silençage génique induit par le virus a également démontré que BrbZIP39 pouvait réguler positivement l'élongation de l'hypocotyle du chou chinois et la synthèse de lignine de l'hypocotyle. Les résultats de cette étude apportent de nouvelles informations sur le mécanisme de régulation moléculaire du cloconazole dans l'inhibition de l'élongation de l'hypocotyle du chou chinois. Il a été confirmé pour la première fois que le cloconazole réduisait la teneur en lignine en inhibant la synthèse de phénylpropanoïdes médiée par le module BrbZIP39-BrPAL4, entraînant ainsi un nanisme de l'hypocotyle chez les plantules de chou chinois.
Le chou chinois (Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee) appartient au genre Brassica et est un légume crucifère annuel bien connu et largement cultivé dans mon pays (Wang et al., 2022 ; Yue et al., 2022). Ces dernières années, la production de chou-fleur chinois a continué de croître et la méthode de culture est passée du semis direct traditionnel à la culture intensive de semis et à la transplantation. Cependant, lors de la culture intensive de semis et de la transplantation, une croissance excessive de l'hypocotyle a tendance à produire des semis grêles, ce qui entraîne une mauvaise qualité des semis. Par conséquent, le contrôle de la croissance excessive de l'hypocotyle est un enjeu urgent dans la culture intensive de semis et la transplantation de chou chinois. Actuellement, il existe peu d'études intégrant des données transcriptomiques et métabolomiques pour explorer le mécanisme d'élongation de l'hypocotyle. Le mécanisme moléculaire par lequel le chlorantazole régule l'expansion de l'hypocotyle chez le chou chinois n'a pas encore été étudié. Nous avons cherché à identifier les gènes et les voies moléculaires responsables du nanisme de l'hypocotyle induit par l'uniconazole chez le chou chinois. Grâce à des analyses transcriptomiques et métabolomiques, ainsi qu'à une analyse d'hybride simple sur levure, à un test de double luciférase et à un test de silençage génique induit par un virus (VIGS), nous avons découvert que l'uniconazole pouvait induire un nanisme de l'hypocotyle chez le chou chinois en inhibant la biosynthèse de la lignine dans les plantules de chou chinois. Nos résultats apportent de nouvelles informations sur le mécanisme de régulation moléculaire par lequel l'uniconazole inhibe l'élongation de l'hypocotyle chez le chou chinois en inhibant la biosynthèse des phénylpropanoïdes médiée par le module BrbZIP39–BrPAL4. Ces résultats pourraient avoir d'importantes implications pratiques pour l'amélioration de la qualité des plantules commerciales et contribuer à garantir le rendement et la qualité des légumes.
L'ORF BrbZIP39 pleine longueur a été inséré dans pGreenll 62-SK pour générer l'effecteur, et le fragment promoteur BrPAL4 a été fusionné au gène rapporteur de la luciférase (LUC) pGreenll 0800 pour générer le gène rapporteur. Les vecteurs effecteur et rapporteur ont été co-transformés dans des feuilles de tabac (Nicotiana benthamiana).
Afin de clarifier les relations entre les métabolites et les gènes, nous avons réalisé une analyse conjointe du métabolome et du transcriptome. L'analyse d'enrichissement de la voie KEGG a montré que les DEG et les DAM étaient co-enrichis dans 33 voies KEGG (Figure 5A). Parmi elles, la voie de « biosynthèse des phénylpropanoïdes » était la plus significativement enrichie ; la voie de « fixation photosynthétique du carbone », la voie de « biosynthèse des flavonoïdes », la voie d'« interconversion pentose-acide glucuronique », la voie du « métabolisme du tryptophane » et la voie du « métabolisme amidon-saccharose » étaient également significativement enrichies. La carte de regroupement thermique (Figure 5B) a montré que les DAM associés aux DEG étaient divisés en plusieurs catégories, parmi lesquelles les flavonoïdes constituaient la catégorie la plus importante, indiquant que la voie de « biosynthèse des phénylpropanoïdes » jouait un rôle crucial dans le nanisme hypocotylique.
Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêt potentiel.
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Date de publication : 24 mars 2025