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GC非靶向代谢组学

GC非靶向代谢组学

  • 所属分类:代谢组学技术服务
  • 浏览次数:
  • 发布日期:2021-08-10 15:45:03
  • 产品概述
  • 案例解析

GC-MS 非靶标代谢组学是通过气质联用(GC-MS)方法检测生物体受外界刺激前后体内大多数小分子代谢物的动态变化,重点寻找在实验组和对照组中有显著变化的代谢物,对差异代谢物进行通路分析,进而研究这些代谢物与生理病理变化的相关关系,揭示其变化的生理机制,可为疾病标志物开发,疾病发病机制和药物治疗机制等研究提供线索和方向。其研究对象大都是分子量 1500 Da 以内的易挥发、极性较弱的小分子物质。


技术优势

1、偏向于易挥发、分子量不太大的代谢物的检测;

2、样本无需特殊处理且一次进样分析即可;

3、较高的灵敏度、分辨率;

4、高通量。


应用方向

基础医学:生物标志物,疾病机理机制,疾病分型,个性化治疗等; 

生物医药:药物作用机理,药效评价,药物开发等;

农林领域:植物逆境生物学研究,生长发育研究,药用植物活性成分鉴定,农作物农艺性状研究等; 

微生物领域:致病机理,耐药机制,病原体 - 宿主相互作用研究等;

食品科学与营养学:食品成分及质量,食品体内过程,食品功能; 

畜牧业:肉类及乳品质研究,致病机理研究等;

海洋水产:渔业资源,海水养殖,渔业环境与水产品安全等;

生物能源、环境科学领域:发酵过程优化,生物燃料生产,环境危定风险评估研究等;


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文献案例

背景介绍:

植物物候学对生物圈具有至关重要的生物学、物理和化学作用。物候驱动因素已得到广泛研究, 但尚未考虑植物微生物群,尤其是根际微生物群的作用。植物根际拥有多种多样的微生物群落,在植物的生长和繁殖中起着至关重要的作用。根际微生物群可以抵御病原体,通过产生植物激素来改善生长,并且可以帮助植物抵御环境干扰,还可以促进表型变化,这对于我们对气候变化中植物物候的理解和增加作物产量具有重要意义。


研究思路


结果速递

GC-MS 非靶向代谢组学分析发现,两个拟南芥品系(Wt 和pgr5)共有34 种差异代谢物,涉及10 条代谢途径。与 pgr5 相比,Wt 中有 4 条代谢途径上调。胸腺嘧啶是差异最大的代谢物,可被细菌降解。Wt 培养物中氨基酸的浓度通常较高,这可能与枯草芽孢杆菌在土壤中的丰度较高有关,因为氨基酸是趋化因子。在 Wt 培养物中色氨酸及其衍生物、酚和一些羧酸渗出量较高。与假说不同,这些代谢组学结果表明渗出液会影响根际微生物群。

IAA 是一种重要的植物生长素,具有调节花诱导信号的作用。微生物可以利用 Trp 合成 IAA。Wt 组代谢物中富含Trp 及其衍生物,因此微生物产生的 IAA 可以通过新型分子网络控制开花时间。作者通过向水培培养物中添加Trp、5- 羟色氨酸和 IAA 并监测各株系的开花时间来探索 IAA 延迟开花时间的可能性,结果表明 IAA 是延迟开花时间的直接驱动力。开花相关基因表达的变化进一步支持了 IAA 在调节开花时间中的作用。

图 1. A:Wt 组和 pgr5 组根系分泌物的 PCA 图;B:Wt 和 pgr5 组差异代谢物的相关代谢途径;C、D:Wt 和 pgr5 培养物土壤中色氨酸(Trp)和吲哚 -3- 乙酸(IAA)含量。


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