유니코나졸의 기능

       유니코나졸트리아졸입니다.식물 생장 조절제유니코나졸은 식물의 키를 조절하고 묘목의 과성장을 방지하는 데 널리 사용되는 살충제입니다. 그러나 유니코나졸이 묘목의 하배축 신장을 억제하는 분자 메커니즘은 아직 명확히 밝혀지지 않았으며, 전사체와 대사체 데이터를 결합하여 하배축 신장 메커니즘을 연구한 사례는 드뭅니다. 본 연구에서는 유니코나졸이 꽃양배추 묘목의 하배축 신장을 유의하게 억제함을 관찰했습니다. 흥미롭게도, 전사체와 대사체 분석을 종합한 결과, 유니코나졸이 "페닐프로파노이드 생합성" 경로에 유의한 영향을 미치는 것을 발견했습니다. 이 경로에서 리그닌 생합성에 관여하는 효소 조절 유전자 패밀리 중 BrPAL4 유전자만이 유의하게 하향 조절되었습니다. 또한, 효모 원-하이브리드 및 투-하이브리드 분석을 통해 BrbZIP39가 BrPAL4의 프로모터 영역에 직접 결합하여 전사를 활성화함을 확인했습니다. 바이러스 유도 유전자 침묵 시스템을 통해 BrbZIP39가 배추의 하배축 신장 및 하배축 리그닌 합성을 긍정적으로 조절할 수 있음을 추가적으로 입증했습니다. 본 연구 결과는 클로코나졸이 배추의 하배축 신장을 억제하는 분자 조절 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 클로코나졸이 BrbZIP39-BrPAL4 모듈에 의해 매개되는 페닐프로파노이드 합성을 억제하여 리그닌 함량을 감소시키고, 결과적으로 배추 묘목의 하배축 왜소화를 유발한다는 사실을 처음으로 확인했습니다.

배추(Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee)는 배추속(Brassica)에 속하는 대표적인 십자화과 채소로 우리나라에서 널리 재배되고 있다(Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). 최근 배추 생산 규모가 지속적으로 확대되고 있으며, 재배 방식 또한 전통적인 직파에서 집약적 모종배양 및 이식 방식으로 변화하고 있다. 그러나 집약적 모종배양 및 이식 과정에서 과도한 하배축 생장은 웃자란 모종을 만들어 품질 저하를 초래하는 경향이 있다. 따라서 배추의 집약적 모종배양 및 이식에서 과도한 하배축 생장을 제어하는 ​​것은 매우 중요한 과제이다. 현재까지 전사체 및 대사체 데이터를 통합하여 하배축 신장 메커니즘을 규명한 연구는 드물다. 특히 클로란타졸이 배추의 하배축 생장을 조절하는 분자 메커니즘은 아직 연구되지 않았다. 본 연구는 배추에서 유니코나졸에 의해 유도되는 자엽하축 왜소화에 반응하는 유전자 및 분자 경로를 규명하는 것을 목표로 하였다. 전사체 및 대사체 분석, 효모 원-하이브리드 분석, 이중 루시페라제 분석, 그리고 바이러스 유도 유전자 침묵(VIGS) 분석을 통해, 유니코나졸이 배추 묘목의 리그닌 생합성을 억제함으로써 자엽하축 왜소화를 유도한다는 것을 발견했다. 본 연구 결과는 유니코나졸이 BrbZIP39–BrPAL4 모듈에 의해 매개되는 페닐프로파노이드 생합성 억제를 통해 배추의 자엽하축 신장을 억제하는 분자 조절 기전에 대한 새로운 통찰력을 제공한다. 이러한 결과는 상업용 묘목의 품질 향상 및 채소의 수확량과 품질 확보에 중요한 실질적인 의미를 가질 수 있다.
전체 길이의 BrbZIP39 ORF를 pGreenll 62-SK 벡터에 삽입하여 이펙터를 제작하였고, BrPAL4 프로모터 단편을 pGreenll 0800 루시페라제(LUC) 리포터 유전자에 융합하여 리포터 유전자를 제작하였다. 이펙터 및 리포터 유전자 벡터를 담배(Nicotiana benthamiana) 잎에 함께 형질전환시켰다.
대사물질과 유전자 간의 관계를 명확히 하기 위해 대사체 및 전사체 분석을 동시에 수행했습니다. KEGG 경로 농축 분석 결과, 차등 발현 유전자(DEGs)와 차등 발현 유전자(DAMs)가 33개의 KEGG 경로에 함께 농축되어 있는 것으로 나타났습니다(그림 5A). 그중 "페닐프로파노이드 생합성" 경로가 가장 유의미하게 농축되었으며, "광합성 탄소 고정" 경로, "플라보노이드 생합성" 경로, "펜토스-글루쿠론산 상호 전환" 경로, "트립토판 대사" 경로, "전분-수크로스 대사" 경로 또한 유의미하게 농축되었습니다. 히트맵(그림 5B)은 DEGs와 관련된 DAMs가 여러 범주로 나뉘는 것을 보여주는데, 그중 플라보노이드가 가장 큰 범주를 차지하여 "페닐프로파노이드 생합성" 경로가 하배축 왜소증에 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.
저자들은 본 연구가 잠재적 이해 충돌로 해석될 수 있는 어떠한 상업적 또는 재정적 관계 없이 수행되었음을 밝힙니다.
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