基于 UPLC/Q-TOF-MS 代谢组学技术研究半枫荷根化学成分

半枫荷为中国特有种,国家二级保护植物,其药用历史悠久,根、枝、叶、树皮和花蜜均可入药,具有祛风除湿,舒筋活血等功效。本研究对半枫荷根不同部位化学成分进行比较分析,以期为半枫荷根的合理应用和良种选育提供参考。通过超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱(UPLC/Q-TOF-MS)技术,从半枫荷根不同部位的色谱图中共鉴定了59种化合物,其中有机酸类16种、甾醇类化合物3种、天然多酚类物质5种、维生素4种、酰胺类化合物5种。采用主成分分析(PCA)等统计分析方法,找到了半枫荷根不同部位差异化学成分,发现共有差异成分主要有6种,包括瓜氨酸、胆酸、白藜芦醇、7-羰基豆甾醇、鞘氨醇和单半乳糖二酰甘油酯。其中瓜氨酸、胆酸、白藜芦醇和7-羰基豆甾醇等化学成分在根皮中含量最高。研究结果表明在半枫荷根不同部位化学成分存在一定差异且各具优势,这为今后半枫荷的定向选育和质量评价(即以抗炎镇痛活性物质为依据)提供了数据支持。     

基于UPLC-QTOF/MS的小麦发芽代谢组学分析方法

为探究不同提取方法对发芽小麦代谢物提取效果的影响,本研究建立了基于超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF/MS)的发芽小麦非靶向代谢组学样品前处理方法和分析方法,以发芽2 d周麦26籽粒为材料,设计提取溶剂、提取方式、提取时间3个因素在3个水平上L9(34)正交试验,并通过主成分分析和聚类分析确定提取效果最佳的组合。以80%乙腈(0.1%甲酸)震摇提取30 min可检测出1609个代谢峰,说明提取溶剂对代谢物提取效果起主要作用。共鉴定出92种小麦代谢物。     

基于代谢组学的板栗叶片功能性物质筛选与分析

为筛选板栗叶片中的功能性物质,利用超高效液相色谱串联质谱(LC-MS)对4个板栗品种的成熟叶片进行了检测,结合ChemicalBook、化源网、相关药典及Web of Science数据库筛选出功能性物质,并对重点关注的18种次生代谢物在不同品种间的含量进行比较分析。结果表明,板栗叶片中共检测到673种次生代谢物,包括黄酮、酚酸、生物碱、鞣质、萜类、木质素和香豆素等。PCA和聚类分析表明,燕山早丰和燕奎品种的次生代谢组学轮廓差异较小;对分类贡献率较大的次生代谢物是根皮素、香蜂草苷、柳匍匐次苷、熊果苷、肉桂酸、没食子儿茶素、原花青素B1等,表明代谢组差异可作为区分不同板栗品种的一种重要依据。筛选出功能性次生代谢物共202种,包括51种酚酸、24种生物碱、83种黄酮类、21种萜类、14种木质素和香豆素以及9种鞣质,其中原儿茶酸、山楂酸、熊果酸、鞣花酸、绿原酸、扁蓄苷、山柰酚-7-O-葡萄糖苷、槲皮素、绣线菊苷、紫云英苷、甜菜红苷、银锻苷、香蜂草苷、白麻苷等活性物质在叶片中含量较高,为板栗叶片的资源化利用提供理论依据。     

基于GC-MS代谢组学技术2种香型美花石斛代谢物的对比分析

为明确2种美花石斛之间花香味物质的分子基础,本研究采用GC-MS技术对2种香型美花石斛的低分子量挥发性代谢物进行非靶向代谢组学分析,利用多元统计分析,寻找两者间的差异代谢物以及在次生代谢途径上的区别.结果表明:利用GC-MS在2个不同香型美花石斛中共鉴定出80种代谢物;通过PCA与OPLS-DA分析可知淡香型与浓香型美...     

基于代谢组学分析根腐病西洋参根际土壤特异代谢物

以4年生健康西洋参根际土壤(healthy ginseng soil, HS)和患根腐病西洋参根际土壤(root rot ginseng soil, RS)为研究对象,采用基于气相色谱-飞行时间质谱联用技术(GC-TOF-MS)的代谢组学方法分析根际土壤差异代谢产物。RS vs HS组共筛选到13个具有显著性差异(P0.05)的代谢产物,其中包括9种有机酸、3种糖类和1种萜类。与HS组相比,RS组中二十四烷酸、棕榈酸、巴豆酸、苯甲酸、油酸、十七烷酸、壬二酸、水杨酸和儿茶酸的水平显著升高(P0.05),而D-塔罗糖、甘露糖、N-乙酰-D-半乳糖胺和植醇的水平显著降低(P0.05)。KEGG通路富集分析发现这些差异代谢产物主要富集在不饱和脂肪的生物合成、次生代谢物的生物合成、微生物在不同环境中的代谢及芳香族化合物的降解等10条代谢通路中。根腐病西洋参和健康西洋参根际土壤存在一些显著差异的代谢产物,这些差异代谢产物可能通过化感作用导致西洋参根腐病的发生,本研究为进一步研究西洋参的化感作用提供了理论依据。     

基于LC-MS代谢组学的红杆与绿杆型多花黄精化学成分比较研究

探究浙江不同产地多花黄精农艺性状和药用有效成分的差异,为多花黄精品种选育提供基础资料.对红杆种质和绿杆种质多花黄精农艺性状比较后进行根茎LC-MS检测,并结合NIST 11数据库检索和PCA绘图分析代谢物差异.红杆种质多花黄精的株高、茎粗、叶宽和叶面积等农艺性状及根茎多糖含量均显著高于绿杆种质;12个多花黄精样本中共鉴...     

组学技术应用于茶树物质代谢研究中的进展

茶树是多年生常绿木本植物,对种质资源进行有效地评价与分析是茶学研究的重要领域,茶树代谢产物如多酚类、咖啡碱、茶氨酸和多糖类等物质不仅是重要的植物天然产物,也是构成茶叶滋味、香气的特征品质成分,被广泛应用于食品、医药等行业。组学技术具有高通量、高灵敏度和系统性的特点,已成为生命科学研究中的强有力工具,也为茶树研究提供了新的方法。茶树系统生物学的研究离不开组学技术的发展,功能基因组学、蛋白质组学、代谢组学等技术已应用于儿茶素、氨基酸、咖啡碱、多糖等重要功能成分的代谢研究。本研究综述了组学技术在茶树物质代谢中的研究进展,对研究中的不足之处进行了阐述,并讨论了组学技术在茶树物质代谢研究中的应用前景。     

西瓜苗期干旱胁迫下的代谢组学分析

干旱胁迫是园艺植物生产常见的危害之一,探寻干旱胁迫下西瓜苗期叶片代谢物质的变化规律,对于从代谢水平研究提高西瓜抗旱性具有重要意义。本研究以西瓜幼苗为材料,采用盆栽控水持续干旱胁迫,同时对CK和干旱胁迫4、6、8 d的植株取样,样品成对分组,组成C₁～C₅共5个处理组,采用GC-MS技术对5组样品进行代谢产物对比分析。5个处理组的差异代谢物数量分别为33、34、39、42和42种,其中上调的代谢物数量分别为12、16、35、40和41种,下调的代谢物数量分别为21、18、4、2和1种,发现西瓜幼苗在受到干旱胁迫后,在胁迫初期,西瓜通常以下调代谢物为主;而在胁迫中后期(6 d以上),通常以上调代谢物为主。通过对差异代谢物质分析,判定其中的丙氨酸、硅烷醇、苹果酸、天冬氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、阿拉伯呋喃糖和甘露醇是西瓜抗干旱的关键代谢物质;通过对KEGG注释结果分析,共注释到11条不同的差异代谢途径,其中氨基酸类代谢途径占据7条,证实了氨基酸类代谢途径在西瓜抵抗干旱胁迫中占主导地位,其他代谢途径共同参与抵抗干旱胁迫,维持植物体的正常生理活动...     

基于G C-MS的玉米萌发过程代谢组学研究

为探究种子萌发过程中玉米代谢物质变化情况,利用气相色谱质谱联用技术(GC-MS),结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计学方法,对玉米种子在吸胀、萌动、发芽、成苗阶段(8 h、36 h、80 h、108 h)的代谢物质变化及差异代谢物进行生物学分析,探讨玉米种子在萌发过程中差异代谢物的分布及其调控代谢途径的作...     

红花玉兰和白玉兰冷应激代谢组学分析

为探究红花玉兰和白玉兰低温胁迫下的代谢表型特性,以红花玉兰和白玉兰茎尖为材料,采用GC-MS检测技术,分别检测了两个物种在常温20℃和低温4℃下的代谢物质,共检测出代谢物323种,对所有样本进行了多元统计分析。将处理间代谢物进行了四次比对分析,并对差异代谢物进行了统计和归类,筛选出了相关性最高的代谢通路,总结分析了两个物种在低温胁迫下的代谢表型。结果显示,两个物种具有十分明显的代谢表型特性,常温下白玉兰较红花玉兰积累了更丰富的基础代谢物质;在低温胁迫下,红花玉兰氨基酸类和糖类相关物质代谢显著,白玉兰仅氨基酸类物质代谢显著。本研究为红花玉兰抗寒良种的选育和分子改良提供了代谢依据。     

红甜菜根中萜类代谢物的比较代谢组学分析

为了比较不同红甜菜品种间萜类代谢物差异,进一步创制红甜菜新种质,本研究采用UPLC-MS/MS检测平台和Metware自建数据库MWDB(Metware database)对俄罗斯（红甜菜）、一品红（红甜菜）进行广泛靶向代谢组学分析,结合聚类和多元统计等多种统计分析方法筛选差异代谢物,研究结果表明：在两组红甜菜块根样品中共检测出48种萜类物质,分为倍半萜、单萜、二萜、三萜、三萜皂苷和其他萜类共六大类,其中倍半萜13种,单萜7种,二萜13种,三萜7种,三萜皂苷7种,以及布卢门醇C。在两组样品中筛选出的差异代谢物8种,其中下调物质5种,分别为桃叶珊瑚苷、苜蓿酸-3-O-葡萄糖醛酸苷-28-O-鼠李糖基(1,2)-阿拉伯糖苷、6’-O-芥子酰京尼平苷、筋骨草苷和原莪术醇;上调的物分别为Cis-guai-10-en-4α,11-diol、6’-O-葡萄糖桃叶珊瑚苷和6,9-二羟基-7-巨豆烯-3-酮。不同品种红甜菜中存在显著差异的萜类代谢物,可作为特征代谢物做进一步分析。     

盐胁迫下白榆种子萌发期代谢组学分析

白榆(Ulmus pumila)耐盐性强,是盐碱地上的重要生态经济树种,但盐胁迫抑制种子萌发已成为盐碱地白榆天然更新的首要障碍因子。小分子代谢物在非生物胁迫下种子萌发期发挥重要作用,但盐胁迫下白榆种子萌发期代谢组学研究尚未见报道。本研究基于高效液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术的代谢组学方法,对盐胁迫下白榆种子萌发期代谢组学进行了分析。主成分分析(PCA)及偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)结果表明盐胁迫下白榆种子萌发期与对照相比,代谢物呈明显分离状态。利用超几何检验方法,筛选出45个差异代谢物富集KEGG Pathway,包含44个差异代谢物,在KEGG Pathway一级分类环境信息处理中盐胁迫促进了信号转导,抑制了膜转运;在一级分类新陈代谢中盐胁迫促进了脂质代谢,抑制了氨基酸、碳水化合物、能量代谢和其他次生代谢产物的生物合成。综上所述,盐胁迫下白榆种子萌发期可能通过促进信号转导加速生长,以及提升脂质代谢水平增强抗逆性,从而适应外界盐胁迫,其中油菜素内酯和精胺可能是白榆种子萌发期适应盐胁迫的关键调控因子。     

海南油茶与普通油茶成熟籽粒代谢组学分析

海南油茶具有独特的地理小种、光热充沛的生长环境和热炒压榨的传统工艺,榨取的油茶油品质极其优良,但其品质优良的生物学本质尚不清楚。本研究以海南油茶与普通油茶的成熟籽粒为材料,进行广泛靶向代谢组分析。通过鉴定共获得23类638个代谢物。在两个物种成熟籽粒中共发现173个差异显著的代谢物,其中的83个富集在海南油茶籽粒中,另外的90个则在普通油茶籽粒中富集。在营养类代谢物方面,海南油茶成熟籽粒含有更加丰富的代谢物质和种类,其黄酮、氨基酸及衍生物、黄酮醇、黄酮类、吲哚及衍生物、多酚、萜类和糖类等显著差异的营养类代谢物质种类在籽粒中的含量更多。在普通油茶籽粒中,有机酸及衍生物、脂质、核苷酸及衍生物、生物碱、维生素及衍生物、醇类和原花青素等代谢物质种类含量更多。综合研究结果发现在两个物种的成熟籽粒中都有物种特有的代谢物,其中海南油茶含有9类15个特有的代谢物,黄酮、黄酮醇、黄酮类和黄烷酮物质占53.33%;而普通油茶含有8类16个特有的代谢物,其中有机酸及衍生物和黄酮醇占43.75%。本研究揭示了物种间显著差异的代谢物和物种特异性代谢物,阐明了海南油茶品质优良的物质基础,为制定各类生产标准和申请地...     

代谢组学技术在食品认证及特征鉴定中的应用

为了保证消费者的利益和食品质量,食品产地来源鉴别和质量鉴定十分重要。代谢组学以质谱、核磁共振等技术为检测平台,研究细胞及体系中小分子代谢物,能够更好地反映环境对食品组成成分的影响。本研究概述了代谢组学在非天然食材的鉴定和欺诈行为认证上的应用,并详细介绍了代谢组学研究的一般流程,着重阐述了代谢组学技术在食品鉴定中的应用现状,包括茶和咖啡的检测、牛奶和乳制品、肉、鱼和海鲜的检测、蔬菜和水果的检测,结果助于促进代谢组学技术在食品认证及特征鉴定中的发展。     

基于广泛靶向代谢组学的不同颜色棉花花瓣中类黄酮成分差异分析

[目的]本研究旨在对棉花黄色、乳白色和白色花瓣中类黄酮类代谢物质成分及差异进行分析,为进一步研究棉花花瓣颜色的形成机制和花瓣色素的利用提供一定的理论基础.[方法]用超高效液相色谱-串联质谱检测平台和Analyst 1.6.3软件对海7124(黄色花)、TM-1(乳白色花)和石系亚1号(白色花)3种花瓣中的类黄酮物质进行...     

高油酸油菜脂肪酸代谢的蛋白质组学与转录组学关联分析

为了解高油酸油菜脂肪酸代谢的调控机理,以一组高油酸近等基因系自交授粉后20~35 d的种子为材料,进行同位素相对标记技术与绝对定量技术关联转录组分析。结果表明:蛋白质组和转录组相关性并不高,定量蛋白和基因关联系数为-0.326 9;变化趋势相反差异蛋白和基因的表达关联系数为-0.735 8;变化趋势相同差异蛋白和基因的表达关联系数为0.714 3。此外,鉴定出与差异蛋白表达趋势相同的差异基因80个,GO注释表明,这些基因涉及代谢、信号转导、防御与胁迫应答、氧化还原、转录等方面的功能,其中与脂肪酸代谢过程相关的有23个,上调表达16个,下调表达7个。gi|297330358(庚二酰ACP甲基酯的羧酸酯酶)、gi|297321940(磷酸化酶)、gi|297314818(乙酰胺、甲酰胺酶家族)可能在高油酸油菜脂肪酸代谢中发挥重要作用。证明蛋白质组学与转录组学关联分析能够对研究高油酸油菜脂肪酸代谢机制提供新思路。     

都匀毛尖茶非靶向代谢组学研究

基于超高效液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱对都匀毛尖茶的大叶种(长椭圆形叶片棕色茎,BS)和小叶种(椭圆形叶片绿色茎,GS)进行代谢组学研究。结果表明,主成分分析可以明显区分开这两个茶树品种;正交偏最小二乘判别分析检测到7种显著差异代谢物,包括4种黄酮醇类物质(杨梅素、二氢槲皮素、槲皮素和山奈酚)、2种儿茶素(表儿茶素和表没食子儿茶素)、1种酚酸类物质咖啡酰奎尼酸。通路富集分析显示,这7种代谢物主要参与类黄酮生物合成途径。此外,表儿茶素和表没食子儿茶素在GS品种中含量较高,而杨梅素、二氢槲皮素、槲皮素、山奈酚和咖啡酰奎尼酸在BS品种中含量较高,这表明GS品种更适合绿茶的加工,BS品种更适合红茶的加工。     

基于代谢组与转录组的红掌苞片蜡质与光泽度的关联分析

佛焰苞光泽度是红掌观赏性的重要指标.为了研究红掌佛焰苞苞片蜡质与光泽度的关联,以佛焰苞高光泽度红掌'阿拉巴马'及低光泽度红掌'08-24-03'为试验材料,分别对其进行转录组测序分析与代谢组分析.通过比对分析,从中发现了32个差异表达基因可能参与了红掌表皮蜡质的合成,分属脂肪酸合成、脂肪酸延长、脂肪酸降解、亚麻酸代谢、...     

基于组学技术探究甜菜耐盐机理研究进展

为揭示甜菜盐胁迫下的分子响应机制,利用组学技术发现并鉴定关键基因及蛋白,迅速给予甜菜耐盐机理新的依据.本研究综述了转录组学、蛋白质组学、代谢组学、基因组学在甜菜耐盐机理中的研究进展.目前研究指出转录组学、蛋白质组学可筛选出甜菜耐盐关键候选基因,如BvM14-SAMS2、BvM14-glyoxalase Ⅰ、BvNHX等...     

基于组学的作物杂种优势研究进展

杂种优势,又称杂种活力,是指来源于物种内不同品种或者不同物种间杂交后代在生物产量、生长势以及育性等方面均优于亲本的现象。目前对于杂种优势形成的遗传机制一直停留在假说层面。分子标记技术的飞速发展为杂种优势的遗传机制研究提供了新的途径,在不同作物中,已证实显性、超显性和上位性效应对杂种优势的形成均有贡献。随着基因组、转录组、蛋白组等多组学技术及表观遗传学技术的兴起,为在全基因组水平研究杂种优势提供了机会,更有利于从不同角度对杂种优势形成的遗传基础进行全面解析。本研究从杂种优势位点定位,杂交种相对于亲本的转录组水平,蛋白质水平及表观调控改变等方面进行了概述,为全面深入理解杂种优势及更好地研究、利用杂种优势提供帮助。