유니코나졸의 기능

       유니코나졸트리아졸이다식물 생장 조절제식물 높이 조절 및 묘목 과성장 방지에 널리 사용되는 물질입니다. 그러나 유니코나졸이 묘목 하배축 신장을 억제하는 분자적 기전은 아직 명확하지 않으며, 전사체와 대사체 데이터를 결합하여 하배축 신장 기전을 규명한 연구는 소수에 불과합니다. 본 연구에서는 유니코나졸이 중국 꽃배추 묘목에서 하배축 신장을 유의미하게 억제하는 것을 관찰했습니다. 흥미롭게도, 전사체와 대사체 분석을 통해 유니코나졸이 "페닐프로파노이드 생합성" 경로에 유의미한 영향을 미치는 것을 확인했습니다. 이 경로에서 리그닌 생합성에 관여하는 효소 조절 유전자군 중 BrPAL4 유전자 하나만 유의미하게 하향조절되었습니다. 또한, 효모 단일 하이브리드 및 이중 하이브리드 분석 결과, BrbZIP39가 BrPAL4의 프로모터 영역에 직접 결합하여 전사를 활성화할 수 있음이 확인되었습니다. 바이러스 유도 유전자 침묵 시스템은 BrbZIP39가 배추의 하배축 신장과 하배축 리그닌 합성을 긍정적으로 조절할 수 있음을 더욱 입증했습니다. 본 연구 결과는 클로코나졸의 배추 하배축 신장 억제 분자적 조절 기전에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 클로코나졸이 BrbZIP39-BrPAL4 모듈을 매개로 하는 페닐프로파노이드 합성을 억제하여 리그닌 함량을 감소시키고, 이로 인해 배추 유묘의 하배축 왜소화를 유도한다는 사실이 최초로 확인되었습니다.

배추(Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee)는 브라시카속(Brassica)에 속하며, 중국에서 널리 재배되는 잘 알려진 한해살이 십자화과 채소입니다(Wang et al., 2022; Yue et al., 2022). 최근 몇 년 동안 중국 콜리플라워의 생산 규모가 지속적으로 확대되었고, 재배 방식도 전통적인 직파에서 집약적 묘목 재배 및 이식 방식으로 바뀌었습니다. 그러나 집약적 묘목 재배 및 이식 과정에서 과도한 하배축 생장은 묘목이 다리처럼 길어지는 경향이 있어 묘목 품질이 저하되는 원인이 됩니다. 따라서 과도한 하배축 생장을 조절하는 것은 배추의 집약적 묘목 재배 및 이식에서 중요한 문제입니다. 현재 전사체학 및 대사체학 데이터를 통합하여 하배축 신장 기전을 탐구한 연구는 거의 없습니다. 클로란타졸이 배추에서 하배축 확장을 조절하는 분자적 기전은 아직 연구되지 않았습니다. 본 연구에서는 유니코나졸에 의한 배추의 하배축 왜화에 반응하는 유전자와 분자 경로를 규명하고자 했습니다. 전사체 및 대사체 분석, 효모 원-하이브리드 분석, 이중 루시퍼레이스 분석, 그리고 바이러스 유도 유전자 침묵(VIGS) 분석을 통해 유니코나졸이 배추 유묘의 리그닌 생합성을 억제함으로써 배추의 하배축 왜화를 유도할 수 있음을 확인했습니다. 본 연구 결과는 유니코나졸이 BrbZIP39–BrPAL4 모듈을 매개로 하는 페닐프로파노이드 생합성을 억제함으로써 배추의 하배축 신장을 억제하는 분자적 조절 기전에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 이러한 결과는 상업용 유묘의 품질을 향상시키고 채소의 수확량과 품질을 보장하는 데 중요한 실질적인 의미를 가질 수 있습니다.
전장 BrbZIP39 ORF를 pGreenll 62-SK에 삽입하여 이펙터를 생성하고, BrPAL4 프로모터 단편을 pGreenll 0800 루시퍼라제(LUC) 리포터 유전자에 융합하여 리포터 유전자를 생성했습니다. 이펙터 벡터와 리포터 유전자 벡터를 담배(Nicotiana benthamiana) 잎에 공동 형질전환시켰습니다.
대사체와 유전자의 관계를 명확히 하기 위해 대사체와 전사체 분석을 병행했습니다. KEGG 경로 농축 분석 결과, DEG와 DAM은 33개의 KEGG 경로에서 동시에 농축되었습니다(그림 5A). 그중 "페닐프로파노이드 생합성" 경로가 가장 유의미하게 농축되었으며, "광합성 탄소 고정" 경로, "플라보노이드 생합성" 경로, "펜토스-글루쿠론산 상호전환" 경로, "트립토판 대사" 경로, 그리고 "전분-수크로스 대사" 경로도 유의미하게 농축되었습니다. 열 클러스터링 맵(그림 5B)은 DEG와 관련된 DAM이 여러 범주로 나뉘었으며, 그중 플라보노이드가 가장 큰 범주임을 보여주었으며, 이는 "페닐프로파노이드 생합성" 경로가 하배축 왜소증에 중요한 역할을 함을 시사합니다.
저자는 이 연구가 이해 상충의 가능성이 있는 상업적 또는 재정적 관계가 없는 상태에서 수행되었다고 선언합니다.
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