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农业代谢服务 - 广泛靶向代谢组

   产品简介

    广泛靶向代谢组(Widely  Targeted  Metabolome):第二代或者新一代靶向代谢组(Next Generation Metabolome)技术,广泛靶向代谢组检测技术是一种整合了非靶向和靶向检测技术优点的新型代谢组检测技术,具有高通量、高灵敏、广覆盖相对定量检测代谢物的技术优势,可以同时准确定性定量检测近千种(500-1000种)初生和次生代谢物,为解析代谢通路和生物学机理研究提供了重要基础。

1植物广靶数据库部分展示

物质类别

数目

代表性物质

黄酮类

1000+

槲皮素、木犀草素、芹菜素、查耳酮、异甘草素、紫杉叶素、橙皮素、甘草素、黄芩素.、高车前素、儿茶素、鹰嘴豆素等;

酚酸类

450+

异绿原酸,香豆酸,阿魏酸,丹酚酸,丁香素,高香草酸,芥子酸,迷迭香酸,红景天苷,鼠尾草酸等;

生物碱

800+

石斛碱、咖啡碱、麻黄碱、石蒜碱、苦参碱、茵芋碱、莨菪碱、槟榔碱木兰花碱、甜菜碱、茶碱、葫芦巴碱等;

萜类

400+

葫芦素、柴胡皂苷、酸枣仁皂苷、人参皂苷、三七皂苷、异黄芪皂苷、黄芪皂苷、积雪草苷、大豆皂苷等;

醌类

160+

芦荟大黄素、紫草素、大黄素、橙黄决明素、钝叶素等;

甾体

200+

β-谷甾醇、牛膝甾酮、豆甾醇、知母皂苷、黄夹苷B、薯蓣皂苷等;

鞣质

140+

麻黄双酮 、棕儿茶素、肉桂单宁、肉桂鞣质等;

维生素类

60+

泛酸、叶酸、4-吡哆酸、D-生物素、磷酸吡哆醛、吡哆素等;

有机酸类

200+

紫草酸、延胡索酸、甲基苹果酸、反式乌头酸、酒石酸、莽草酸、2–呋喃甲酸、磷酸烯醇丙酮酸、苹果酸等;

氨基酸类

230+

缬氨酸、谷胱甘肽还原型、谷胱甘肽氧化型、苯丙氨酸、谷氨酸、苏氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、L-苯丙氨酸、脯氨酸、瓜氨酸等;

核苷酸类

150+

二甲基鸟苷、2'-脱氧鸟苷、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤、腺苷、胞苷、胞嘧啶、鸟嘌呤、2-脱氧腺苷、假尿苷等;

糖及醇类

90+

D-山梨糖醇、木糖醇、肌醇、D-甘露醇、阿拉伯糖醇、1,10-癸二醇、蔗果四糖、乳糖、麦芽四糖、果糖、蔗糖、葡萄糖等。

脂质

270+

溶血磷脂酰乙醇胺、α-亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、月桂酸、单酰甘油酯等;

木脂素

180+

辛夷脂素、五味子酯甲、五味子酚、松脂素葡萄糖苷等

香豆素

180+

香豆素、香豆雌酚、羌活醇、花椒毒素、东莨菪苷等

其它

500+

诺米林、女贞苷、高丽槐素、2-苯并唑啉酮、1-甲基组胺等。

共计

5000+

 

  • 应用领域
  • 植物生长发育研究
  • 植物逆境生物学研究
  • 农作物农艺性状研究
  • 药用植物活性成分鉴定
  • 蔬果花卉营养色泽代谢研究

技术特点

 

技术

广泛靶向代谢组

非靶向代谢组

靶向代谢组

通量

灵敏度

较低

定性

较差

定量

较差

简易性

较复杂

简单

简单

数据库

自建数据库

公用数据库

 

技术路线

1.样品类型

1,取样建议

            a. 叶片、茎、花等组织,取下后立即放入液氮中速冻2min以上,然后转移到-80保存,避免反复冻融。较大叶片需要用剪刀快速剪碎

           b. 地下组织(根、块茎等),将分离出的样本快速用灭菌水清洗,吸水纸吸走多余的水分后,立即放入液氮中速冻2min以上,然后转移到-80保存。块根等组织,需要切成 1-2cm 大小块状

           c. 果肉、果皮组织,如果野外现场不具备分离条件,需尽快(30min内)转移至室内,低温条件下分离果皮或果肉切成 1-2cm 块状,立即放入液氮中速冻2min以上,然后转移到-80保存。

          d. 细胞样本,取样后离心去除培养基,立即放入液氮中速冻2min以上,转移到-80保存。

2,混合取样

      取样时为了保证样品的准确性和减少系统误差,每份样品选取 3 株以上长势一致的材料混样。以水稻叶片为例:取同一时期,表型基本一致的同一部位1片叶片,同时取6株,放入10ml离心管中,迅速放入液氮中。

3,样品量与生物重复

   每份样品取鲜样不低于3g,干重不低于1g

   每组至少3个生物学重复,准备备份。

4,储存与运输

-80保存,足量干冰运输,避免反复冻融。

2.混合取样:

     每份样品混合来自至少3株以上的组织。以水稻叶片为例:取同一时期,表型基本一致的同一个部位的1片叶片,同时取6株,放到10ml离心管中,并迅速放入液氮中。

3.样品重量和重复:

每份样品取样鲜重3-5g(干重不低于1g)。
准备3个以上重复,剩余备份。

4.储存和运输:

足量干冰运输,不能反复冻融

案例分析:mGWAS揭示玉米特异性代谢物的化学多样性和遗传控制

玉米在种群水平上具有遗传多样性的特点,不同玉米近交系具有独特的组织特异性代谢谱。本研究利用高通量代谢检测技术检测了玉米不同组织及不同亚群中的特异性物质,发现不同组织和亚群之间的特异代谢物分属于不同种类。mGWAS分析表明了代谢物遗传调控的复杂性,也帮助鉴定了关注物质,比如苯并恶嗪、苯丙烷类物质的遗传调控基因座,为玉米中代谢物的研究及其遗传调控提供了有力参考。

1 不同品种叶尖与叶基的代谢物检测PCA图

2 物质UV光吸收峰及不同样本之间的代谢物统计

3 叶片基部组织的黄酮类物质和查尔酮相关基因表达水平

4 苯丙烷类羟基柠檬酸酯异构体积累模式及相关基因座分析

参考文献:

Zhou S,  Kremling KA,et al.Metabolome-Scale Genome-Wide Association Studies Reveal Chemical Diversity and Genetic Control of Maize Specialized Metabolites. Plant Cell. 2019 ,31(5):937-955.

  • Wei Chen, Liang Gong, Zilong Guo. et al. A novel integrated method for large-scale detection, identification, and quantification of widely targeted metabolites: application in the study of rice metabolomics. Molecular Plant, 2013, 6,1769-1780.