導(dǎo)讀

代謝組學(xué)是目前關(guān)注度頗高的組學(xué)方向：其一，大家普遍認(rèn)可代謝物是反映生物表型、狀態(tài)的最有效分子；其二，代謝物被認(rèn)為是功能分子、信號(hào)分子，其慢慢與功能組相掛鉤；其三，腸道微生物等新興研究熱點(diǎn)的帶動(dòng)。以小鹿多年組學(xué)經(jīng)驗(yàn)直觀感覺：近幾年代謝組學(xué)的課題項(xiàng)目數(shù)量幾乎超過了蛋白質(zhì)組。

本篇小鹿將分享3篇LC-MS代謝平臺(tái)在杜鵑花、柳杉、油茶葉片等植物組織研究的應(yīng)用~探討LC-MS平臺(tái)在代謝組分析中的重要作用。

選擇LC-MS做討論的理由有三：

（1）LC-MS平臺(tái)對(duì)代謝物的覆蓋最廣、靈敏度更高。從文獻(xiàn)中已報(bào)道的同時(shí)使用多種分析平臺(tái)的數(shù)據(jù)來看，都是LC-MS獲得的數(shù)據(jù)量顯著更多；

（2）相比于GC-MS，LC-MS一般無需衍生處理，分析平行性更好，更適合大規(guī)模樣本的分析；

（3）使用LC-MS平臺(tái)的人員和機(jī)構(gòu)更多，包括很多做NMR和GC-MS的代謝組學(xué)專家都已轉(zhuǎn)向LC-MS。

 

文章一

通過對(duì)杜鵑葉片的RNA-seq分析發(fā)現(xiàn)：在低溫馴化和去低溫馴化過程中光保護(hù)有助于提高杜鵑葉片的抗凍性

期刊：Horticulture Research

影響因子：7.291

發(fā)表時(shí)間：2022年1月

樣本類型：植物葉片

合作項(xiàng)目單位：浙江大學(xué)

運(yùn)用組學(xué)技術(shù)：轉(zhuǎn)錄組學(xué)、LC-MS靶向代謝組-植物激素（由鹿明生物提供技術(shù)支持）

 

研究背景

冷凍耐受（FT）是北溫帶植物的一項(xiàng)獲得性能力。多年生的木本植物在秋冬兩季較短的光周期和較低的溫度下逐漸獲得FT的過程稱為“低溫馴化”(CA)。近年來，由于暖冬和非季節(jié)性氣溫變暖導(dǎo)致一些植物不完全的CA和未成熟的DA，而這種對(duì)寒冷的反應(yīng)會(huì)給這些植物帶來一系列的威脅。

2022年1月，歐易/鹿明生物合作客戶浙江大學(xué)夏宜平教授課題組在期刊發(fā)表的研究成果，通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)、LC-MS靶向代謝組學(xué)-植物激素技術(shù)研究方法，發(fā)現(xiàn)了杜鵑葉片通過光合作用和積累碳水化合物以及降低ABA、JA和木質(zhì)素含量來獲得抗凍性。

 

研究思路

 

研究結(jié)論

結(jié)合前期成果，本研究發(fā)現(xiàn)晝夜節(jié)律可能在杜鵑花葉片冬季獲得LFT過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。WGCNA分析揭示某些晝夜節(jié)律相關(guān)基因在CA過程中上調(diào)，在DA過程中下調(diào)，可能分別與糖的積累和分解代謝有關(guān)。本文作者提出，在野外條件CA的低溫和強(qiáng)光脅迫下，越冬葉片獲取LFT的機(jī)制是獨(dú)特的。這是通過光合作用和積累碳水化合物以及ABA、JA和木質(zhì)素含量的降低來實(shí)現(xiàn)的。在研究中作者運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)、LC-MS靶向代謝組學(xué)-植物激素技術(shù)發(fā)現(xiàn)了杜鵑越冬時(shí)，葉片獲取LFT的獨(dú)特機(jī)制。同時(shí)靶向代謝組學(xué)技術(shù)，已經(jīng)作為一種較為成熟的研究手段，可以對(duì)我們前期關(guān)注的代謝物進(jìn)行分析，作為非靶向代謝組學(xué)技術(shù)的一種補(bǔ)充和證明。

 

文章二

轉(zhuǎn)錄組和代謝組分析揭示不同季節(jié)柳杉針中萜類和類黃酮生物合成的差異

期刊：Frontiers in plant science

影響因子：6.627

發(fā)表時(shí)間：2022年7月

樣本類型：柳杉針葉

合作項(xiàng)目單位：南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院林業(yè)遺傳與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

運(yùn)用組學(xué)技術(shù)：轉(zhuǎn)錄組學(xué)、雙平臺(tái)代謝組學(xué)（LC-MS平臺(tái)+GC-MS平臺(tái)）（由鹿明生物提供技術(shù)支持）

 

研究背景

柳杉（Cryptomeria fortunei）是我國(guó)特有樹種，其中類黃酮和萜類化合物是其主要的藥理成分，具有出色的解毒、抗氧化、抗真菌和殺蟲特性，已被用作植物保護(hù)、化妝品和制藥行業(yè)的原料。季節(jié)性變化（Seasonal changes，SCs）是全球環(huán)境變化的主要組成部分，日長(zhǎng)、光照強(qiáng)度和溫度在年度周期中發(fā)生巨大變化。SC會(huì)引起樹木中代謝物和其他植物化學(xué)物質(zhì)的變化，并改變植物萜類化合物的產(chǎn)生、烯烴含量以及抗氧化和抗菌特性。

2022年7月,南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院林業(yè)遺傳與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在Frontiers in plant science（IF：6.627）期刊發(fā)表的研究成果，運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)、雙平臺(tái)代謝組學(xué)技術(shù)闡述對(duì)季節(jié)性變化引起的柳杉（Cryptomeria fortunei）針葉代謝和轉(zhuǎn)錄組學(xué)變化的理解，為柳杉的適應(yīng)機(jī)制及其代謝物的提取提供了參考，以揭示季節(jié)間柳杉針葉代謝反應(yīng)的分子調(diào)控。

 

研究思路

 

研究結(jié)論

該文章結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)、GC-MS非靶向代謝組學(xué)、LC-MS非靶向代謝組學(xué)分析，探討了不同季節(jié)間差異代謝物的生物合成機(jī)制，季節(jié)變化影響主要集中在光合作用途徑、萜類化合物、類黃酮生物合成途徑，為柳杉的適應(yīng)機(jī)制及其代謝物的提取提供參考。進(jìn)一步闡明植物在特定生理生態(tài)條件下的適應(yīng)和調(diào)控機(jī)制。

 

文章三

二氫黃酮醇4-還原酶（CoDFR）的過表達(dá)促進(jìn)炭疽病抗性中黃酮的產(chǎn)生

期刊：Frontiers in Plant Science

影響因子：6.627

發(fā)表時(shí)間：2022年11月

樣本類型：油茶

合作項(xiàng)目單位：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所

運(yùn)用組學(xué)技術(shù)：LC-MS靶向代謝組學(xué)（由鹿明生物提供技術(shù)支持）

 

研究背景

炭疽病菌于1882年由Penzig首次發(fā)現(xiàn)，主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)。作為一種植物病原體，它可以引起多種木本和草本植物病害。嚴(yán)重制約作物質(zhì)量和產(chǎn)量的提高，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，油茶樹種作為重要的木本油樹種，受炭疽病影響，油茶樹種子年產(chǎn)量減少20%-40%，嚴(yán)重者甚至減少80%，給當(dāng)?shù)亓謩?wù)員和油茶樹企業(yè)造成重大損失。因此，挖掘抗病基因培育抗病品種是防治炭疽病最經(jīng)濟(jì)有效的措施。

2022年11月，由中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所姚小華、卓仁英研究員課題組在Frontiers in Plant Science期刊（IF:6.627）發(fā)表的研究成果，通過LC-MS靶向代謝組學(xué)研究方法，發(fā)現(xiàn)了CoDFR在植物炭疽病抗性中特征，為類黃酮介導(dǎo)的防御機(jī)制的關(guān)鍵作用提供了理論依據(jù)。

 

研究思路

研究結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)接種后感病油茶葉片黃酮含量增加�？剐杂筒铇淦贩N的CoDFR的表達(dá)與光孢子蟲侵染的時(shí)間進(jìn)程呈正相關(guān)。煙草中CoDFR的過表達(dá)增加了水楊酸含量，調(diào)節(jié)了黃酮通路相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)了黃酮的積累，從而增加了炭疽病的抵抗力。

本文運(yùn)用經(jīng)典的黃酮酚類靶向代謝組學(xué)研究方法發(fā)現(xiàn)CoDFR的過表達(dá)可能與增加油茶對(duì)真菌病原體的抵抗力有關(guān)。這為植物對(duì)真菌等的廣泛抗性提供了參考。

 

鹿明生物L(fēng)M精準(zhǔn)靶向黃酮酚類物質(zhì)Kit包能檢測(cè)13大類，共計(jì)130種黃酮酚類物質(zhì)進(jìn)行絕對(duì)定性+絕對(duì)定量分析。LM精準(zhǔn)靶向Kit方法包靈敏度高、特異性強(qiáng)，準(zhǔn)確度高，可為植物次生代謝領(lǐng)域提供高質(zhì)量檢測(cè)服務(wù)；四大優(yōu)勢(shì)保障絕對(duì)定量和絕對(duì)定性分析準(zhǔn)確性。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

▶絕對(duì)定性絕對(duì)定量：130種物質(zhì)130個(gè)標(biāo)曲；

▶穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性高：雙重質(zhì)控體系、嚴(yán)格的人工校對(duì)、每個(gè)化合物含有2對(duì)以上特征離子對(duì)進(jìn)行絕對(duì)定性、絕對(duì)定量；

▶線性范圍寬： 0.05-100ng/mL ，相關(guān)系數(shù)：＞0.99；

▶高通量檢測(cè)：滿足不同類型的復(fù)雜樣本絕對(duì)定量分析、也可同時(shí)檢測(cè)上萬個(gè)樣本，解決大樣本檢測(cè)問題。

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