Ургамалай хамгаалха элдэб онолнууд ургамалай тусхай бодосой солилсооной хэб маягые тайлбарилха шухала онол заабари үгэнэ, зүгөөр тэдэнэй гол уридшалан хэлэһэниинь туршагдаха ёһотой. Эндэ бидэ тандем масс-спектрометриин (MS/MS) шэнжэлэлые хэрэглэн, тамхинай суларһан штаммуудай метаболомые тус бүриин ургамалнуудһаа эхилээд, популяцинууд болон дүтэ холбоотой зүйлнүүд хүрэтэр системэтэйгээр шэнжэлжэ, мэдээсэл соохи ниилмэл спектрнүүд дээрэ үндэһэлһэн олон тооной масс-спектрометриин шэнжэ шанарай онолнуудые болбосоруулһан байнабди. Онсогой хамгаалалга (OD) ба хүдэлжэ байһан зорилгын (MT) онолой гол уридшалан мэдээсэлнүүдые туршаха хүрээ. Ургамалай метаболомикын мэдээсэлэй бүридүүлэгшэ OD онолтой тааруу, харин үбһэн эдидэг амитадай үүсхэһэн метаболомикын динамикын талаар MT онолой гол уридшалан хэлэһэнтэй зөрилдэнэ. Микроһоо макро хүрэтэрхи хубисхалай хэмжээндэ жасмонат дохио OD-эй гол тодорхойлогшо гэжэ тодорхойлогдоһон болобошье этиленэй дохио MS/MS молекулярна сүлжээгээр тэмдэглэгдэһэн үбһэн эдидэг амитадай тусхай харюуе нарин тааруулха боломжо олгобо.
Олон янзын бүтэсэтэй тусхай метаболитууд оршон тойронхи байгаалида ургамалай дасан зохицохын гол хабаадагшад болоно, илангаяа дайсадые хамгаалха (1). Ургамалай тусхай бодосой солилсооной гайхалтай олон янза байдал хэдэн арбаад жэлэй туршада экологиин үйлэ ажаллалгын олон талануудые гүнзэгыгөөр шэнжэлжэ, ургамалай хамгаалха онолнуудай ута жагсаалтые бүридүүлһэн, энэнь ургамал-хорхой шумуулнуудай харилсан үйлэшэлэлэй хубисхалай ба экологиин хүгжэл юм. Эмпирическэ шэнжэлэлгэ шухала заабари үгэнэ (2). Гэбэшье, эдэ ургамалай хамгаалгын онолнууд гипотетическэ дедуктивна һанаашалгын нормативна замые дахажа ябаагүй, эндэ гол уридшалан хэлэлгэнүүд шэнжэлэлгын нэгэ хэмжээндэ байгаа (3) ба онол хүгжэлэй удаадахи циклые урагшань ябуулхын тулада туршалгын аргаар туршагдаһан байна (4). Техникын хизаарлалтанууд мэдээсэл суглуулха ажалые тусхай бодосой солилсооной ангилалнуудта хизаарладаг ба тусхай бодосой хубилалтын комплексно шэнжэлэлые хаһадаг, тиимэһээ онол хүгжэлтэдэ шухала ангилал хоорондын зэргэсүүлгэнүүдые һэргылдэг (5). Ургамалай элдэб бүлэгүүдэй хоорондохи бодосой солилсооной орон зайе болбосоруулха ажалай урсгалые зэргэсүүлхэ дэлгэрэнгы метаболомикын мэдээсэлэй дутагдал ба ниитэ валютын дутагдал тус һалбариин эрдэмэй болбосоролдо һаад ушаруулна.
Тандем масс-спектрометриин (МС/МС) метаболомикын һалбариин һүүлшын хүгжэлтэнүүд үгтэһэн системын кладын зүйлнүүдэй доторхи болон хоорондохи бодосой солилсооной хубилалтануудые үргэнөөр тодорхойлжо шадаха ба эдэ комплексно холисонуудай хоорондохи бүтэсэ адлирхуу байдалые тоосоолхо тоосоолхо аргануудтай холбожо болоно. Химиин уридшалан мэдэсэ (5). Шэнжэлэлгын болон тоосоолхо дээдэ технологинуудай хослолынь бодосой солилсооной олон янза байдалай экологиин болон хубисхалай онолнуудаар хэгдэһэн олон уридшалан мэдээсэлнүүдые ута хугасаанай туршада туршаха хэрэгтэй хүрээе үгэнэ. Шеннон (6) 1948 ондо анха түрүүшынхиеэ мэдээсэлэй онол нэбтэрүүлһэн болоод энэнь анханай хэрэглэлгэһээ бусад олон һалбарида хэрэглэгдэдэг мэдээсэлэй математикын шэнжэлэлгын үндэһэ табиһан юм. Геномикын һалбарида мэдээсэлэй онол дараалал консерватив мэдээсэлые тодорхойлходо амжалтатай хэрэглэгдэдэг (7). Транскриптомикын шэнжэлэлгын үедэ мэдээсэлэй онол транскриптомой ниитэ хубилалтануудые шэнжэлдэг (8). Урдахи шэнжэлэлнүүдтэ бидэ ургамалнуудай эдэй хэмжээнэй бодосой солилсооной мэргэжэлые тодорхойлхын тулада мэдээсэлэй онолой статистикын хүрээе метаболомикодо хэрэглэбэбди (9). Эндэ бидэ MS/MS-дэ үндэһэлһэн ажалай урсгалые ниитэ валютын бодосой солилсооной олон янза байдалаар тэмдэглэгдэһэн мэдээсэлэй онолой статистикын хүрээтэй холбожо, ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн метаболомой ургамалай хамгаалгын онолой гол уридшалан мэдэгдэһэн зүйлнүүдые зэргэсүүлнэбди.
Ургамалай хамгаалгын онол арганууд ехэнхидээ бэе бэеэ багтаадаг ба хоёр бүлэгтэ хубаагдадаг: ургамалай тусхай метаболитнуудай хубаариие хамгаалха үүргэ дээрэ үндэһэлжэ тайлбарилха гэжэ оролдодог, жэшээнь, оностой хамгаалалга (OD) (10), хүдэлдэг зорилго (MT) (11) ) ба гадаада үзэмжэ (12) онол, харин бусадынь нөөсэ баялигай механикын хубилалтанууд ямар нүлөө үзүүлдэг тухай тайлбариие бэдэрдэг ургамалай ургалта ба нүүрһэнтүрэгшэ мэтэ тусхай метаболитнуудай хуримталал: тэжээлэй тэнсүүриин таамаглал (13), ургалтын хурданай таамаглал (14 ), ургалтын ба илгаралгын тэнсүүриин таамаглал (15). Хоёр онолнуудай багтаамжа шэнжэлэлгын ондо ондоо хэмжээндэ байна (4). Гэбэшье, ургамалай бүридүүлэгшэ ба үүсхэгдэхэ хамгаалалга тухай хөөрэлдөөндэ функциональна хэмжээндэ хамгаалха үүргэтэй хоёр онол зонхилно: OD онол, энэнь ургамалнууд үнэтэй химиин хамгаалалгадаа гансал хэрэгтэй үедэ хандиб оруулдаг гэжэ үзэдэг, жэшээнь, тэдэниие залгихадаа. МТ-гэй таамаглалай ёһоор, шэглэлэй метаболит хубилха тэнхлэг үгы, харин метаболит санамсаргүй хубилдаг, тиимэһээ ургамал эдидэг амитадые добтолхо бодосой хубилалтын “хүдэлөөнэй зорилго” һаад ушаруулдаг. Өөрөөр хэлэбэл, эдэ хоёр онол ургамал эдидэг амитадай добтолһоной һүүлдэ болодог бодосой хубилалтын тухай эсэргүү уридшалан мэдээсэл үгэнэ: хамгаалха үүргэтэй (OD) бодосой хубилалтын нэгэ шэглэлэй хуримталал ба шэглэлгүй бодосой хубилалтын (MT) хоорондохи холбоо (11 ).
OD ба MT таамаглалнууд ганса метаболомой үүсхэгдэһэн хубилалтануудые бэшэ, харин эдэ метаболитнуудай хуримталалгын экологиин ба хубисхалай үрэ дүн, жэшээнь тусхай экологиин оршон байдалда эдэ бодосой солилсооной хубилалтануудай дабшаха үнэ сэн ба ашаг үрэ гэхэ мэтэ (16). Хэдыгээр хоёр таамаглалнууд тусхай метаболитнуудай хамгаалха үүргэтэй гэжэ хүлээн зүбшөөрдэгшье һаа, үнэтэйшье, үгышье байжа болохо, харин OD ба MT таамаглалнуудые илгадаг гол уридшалан мэдээсэл хадаа үүсхэгдэһэн бодосой солилсооной хубилалтануудай шэглэлдэ оршодог. OD онолой уридшалан мэдээсэл мүнөөдэр хүрэтэр эгээн ехэ туршалгын анхарал абаһан байна. Эдэ туршалгануудта теплицэдэ болон байгаалиин байдалда тусхай нэгэдэлнүүдэй элдэб эдэй шууд гү, али шууд бэшэ хамгаалгын үүргэ, мүн ургамалай хүгжэлэй шатадахи хубилалтануудые шэнжэлэлгэ ороно (17-19). Гэбэшье, ямаршье организмын бодосой солилсооной олон янза байдалые дэлхэйн хэмжээндэ үргэнөөр шэнжэлхэ ажалай урсгал ба статистикын хүрээ үгы байһанһаа боложо, хоёр онолой хоорондохи гол илгаае уридшалан мэдэхэ (ондоогоор хэлэбэл, бодосой солилсооной хубилалтануудые шэглэл) туршаха хэрэгтэй. Эндэ бидэ иимэ шэнжэлэл үгэнэбди.
Ургамалай тусхай метаболитнуудай эгээл шухала шэнжэнүүдэй нэгэн хадаа ганса ургамалһаа эхилээд, популяциһаа эхилээд адлирхуу зүйлнүүд хүрэтэр бүхы хэмжээндэ бүтэсэтэй олон янза байдал юм (20). Тусхай метаболитнуудай олон тоогой хубилалтануудые хүн зоной хэмжээндэ ажаглажа болоно, харин зүйлэй хэмжээндэ шанга шанарай илгаанууд ехэбшэлэн хадгалагдадаг (20). Тиимэһээ ургамалай бодосой солилсооной олон янза байдал хадаа үйлэ ажаллалгын олон янза байдалай гол талые харуулна, энэнь элдэб нишануудта дабшаха шадабариие харуулна, илангаяа тусхай хорхой шумуулнууд болон ниитэ ургамал эдидэг амитадай ондо ондоо добтолхо аргатай нишануудта (21). Френкелэй (22) ургамалай тусхай метаболитнуудай оршон байдалай шалтагаан тухай нээлтэтэ үгүүлэлһээ хойшо элдэб хорхой шумуулнуудтай харилсан үйлэшэлэлгэ шухала шэлжэлтын дарамта гэжэ үзэдэг болоод эдэ харилсан үйлэшэлэлгэнүүд хубисхалай үедэ ургамалнуудые хэлбэрижүүлһэн гэжэ үзэдэг. Бодосой солилсооной зам (23). Тусхай метаболитнуудай олон янза байдалай зүйлнүүд хоорондын илгаанууд ургамал эдидэг стратегинуудһаа бүридүүлэгшэ ба үүсхэгдэхэ ургамалай хамгаалалгатай холбоотой физиологиин тэнсүүриие харуулжа магадгүй, юундэб гэхэдэ хоёр зүйл бэе бэетэйгээ ехэнхидээ сүлөөтэй холбоотой байдаг (24). Ямаршье сагта һайн хамгаалалгатай байхань ашагтай байжа болохошье һаа, хамгаалалгатай холбоотой саг үргэлжэ бодосой солилсооной хубилалтанууд ургамалнуудта бусад физиологиин хандибуудта үнэтэй нөөсэ үгэхэ боломжо олгоходо тодорхой ашаг үрэ үгэнэ (19, 24), тиихэдэ симбиозой хэрэгсэлһээ зайлаха. Хажуугай хохидол (25). Нэмэжэ хэлэхэдэ, хорхой шумуулнуудай үбһэ эдидэг амитадай үүсхэһэн тусхай метаболитнуудай эдэ шэнэшлэлнүүд хүн зоной дунда һүнөөлтэ тархалтада хүргэжэ магадгүй (26), ба хүн зоной дунда хадгалагдажа болохо жасмоной хүшэлтүрэгшын (JA) дохёоной үндэһэн байгаалиин хубилалтануудые шууд уншалга харуулжа магадгүй. Үндэр ба доодо JA дохёонууд ургамал эдидэг амитадһаа хамгаалха ба тусхай зүйлнүүдтэй тэмсэхэ хоорондохи солилсоо болоно (27). Нэмэжэ хэлэхэдэ, тусхай метаболит биосинтезэй замууд хубисхалай үедэ түргэн алдагдаха ба хубилха, энэнь дүтын зүйлнүүдэй хоорондо бодосой хубилалтын хубаариие үүсхэнэ (28). Эдэ полиморфизмуудые ургамал эдидэг амитадай хэб маягай хубилхада түргэн тогтоожо болоно (29), энэнь ургамал эдидэг амитадай бүлгэмүүдэй хэлбэлзэл бодосой солилсооной илгаралые хүтэлбэрилдэг гол хүшэлтүрэгшэ болоно гэһэн удхатай.
Эндэ бидэ иимэ асуудалнуудые тусхайтаар шиидхэбэбди. (I) Ургамалай эдидэг хорхой шумуул ургамалай метаболомые яажа шэнэлдэг бэ? (Ii) Удаан хугасаанай хамгаалгын онолой уридшалан хэлэһэниие туршахын тулада тоосоолжо болохо бодосой солилсооной уян хатан байдалай гол мэдээсэлэй бүридүүлэгшэ юун бэ? (Iii) Ургамалай метаболомые добтолһон хүндэ онсогой аргаар дахин программировалха гү, али үгы гү, тиимэ һаа, ургамалай гормон тусхай бодосой солилсооной харюу тааруулхада ямар үүргэ гүйсэдхэнэб, ямар метаболитууд хамгаалха зүйлэй онсогой байдалда хубита оруулнаб? (Iv) Олон хамгаалгын онолнуудай уридшалан хэлэһэн юумэнүүдые биологическа эдэй бүхы хэмжээндэ үргэдхэжэ болохо тула, бидэ дотоодо зэргэсүүлгэһээ зүйлнүүд хоорондын зэргэсүүлгэ хүрэтэр үүсхэгдэһэн бодосой солилсооной харюу хэр нягта байнаб гэжэ асуубабди. Энэ зорилгоор бидэ тамхинай никотинай набшаһанай метаболомые системэтэйгээр шэнжэлээбди, энэнь баян тусхай бодосой солилсоотой экологическа загбарай ургамал болоод хоёр үндэһэн үбһэн эдидэг амитадай үрэһэтэй үрэ дүнтэй, Lepidoptera Datura (Ms) ( Маша добтолхо, гол түлэб эдидэг) Solanaceae ба Spodopteral (Storal) дээрэ набшаһанай хохойн зүйл “омог”, Solanaceae-н эзэн ургамалнуудтай болон бусад обогой ба бүлэгүүдэй бусад эзэдтэй Ургамалай эдеэн. Бидэ MS/MS метаболомикын спектрые шэнжэлжэ, OD ба MT онолнуудые зэргэсүүлхын тулада мэдээсэлэй онолой статистикын тодорхойлогшодые гаргабабди. Гол метаболитнуудай илгабариие элирүүлхын тулада тусхай картануудые зохёохо. Ургамалай гормоной дохёо дамжуулха ба OD үүсхэл хоорондын ковариансые саашань шэнжэлхын тулада шэнжэлэлые N. nasi болон дүтын тамхинай зүйлнүүдэй үндэһэн популяцида үргэдхэбэ.
Ургамалай тамхинай набшаһанай метаболомой уян хатан байдал ба бүтэсэ тухай ниитэ карта абахын тулада бидэ уридшалан зохёоһон шэнжэлэлгын ба тоосоолхо ажалай урсгалые хэрэглэн, ургамалай экстрактһаа үндэр нягтабаритай мэдээсэлнүүдые бэеэ дааһан MS/MS спектрнүүдые үргэнөөр суглуулжа, деконволюци хэжэ хэрэглээбди ( 9). Энэ илгаруулагдаагүй арга (MS/MS гэжэ нэрэтэй) үлүү бэшэ холбооһоной спектрнүүдые бүтээжэ шадаха ба энэнь эндэ тодорхойлһон бүхы холбооһоной хэмжээнэй шэнжэлэлнүүдтэ хэрэглэжэ болоно. Эдэ һэлбэнгүй ургамалай метаболитууд элдэб янзын, зуугаадһаа мянган метаболитуудһаа бүридэнэ (эндэ 500-1000-s/MS/MS тухай). Эндэ бидэ мэдээсэлэй онолой хүреэндэ бодосой солилсооной уян хатан байдалые үзэжэ, бодосой солилсооной дабтамжын хубаариин Шенноной энтропи дээрэ үндэһэлжэ метаболомой олон янза байдал ба мэргэжэлтэ байдалые тодорхойлнобди. Урдань бэелүүлэгдэһэн томьёо (8) хэрэглэн, бидэ метаболомой олон янза байдалые (Hj үзүүлэлтэ), бодосой солилсооной профиль мэргэжэлэй (δj үзүүлэлтэ) ба нэгэ метаболитын бодосой солилсооной онсо шэнжые (Si үзүүлэлтэ) тодорхойлходо хэрэглэжэ болохо үзүүлэлтые тоолообди. Нэмэжэ хэлэхэдэ, бидэ ургамал эдидэг амитадай метаболомой үүсхэгдэхэ шадабариие тодорхойлхын тулада Харисангы зайн уян хатан байдалай индекс (RDPI) хэрэглээбди (Зураг 1А) (30). Энэ статистикын хүреэндэ бидэ MS/MS спектрые үндэһэн мэдээсэлэй нэгэдэл гэжэ үзэжэ, MS/MS-эй харисангы элбэг байдалые дабтамжын хубаариин карта болгон болбосоруулжа, удаань тэрээнһээ метаболомой олон янза байдалые тодорхойлхын тулада Шенноной энтропиие хэрэглэнэбди. Метаболомой мэргэжэлжүүлгые нэгэ MS/MS спектрын дунда зэргын онсогой байдалаар хэмжэнэ. Тиимэһээ ургамал эдидэг амитадай индукциин һүүлдэ зарим MS/MS ангинуудай элбэг дэлбэг байдалай нэмэгдэл спектральна индукци, RDPI ба мэргэжэлжүүлгэдэ хубилдаг, ондоогоор хэлэбэл, δj индексэй нэмэгдэл, юундэб гэхэдэ илүү тусхай метаболитууд үйлэдбэрилэгдэжэ, үндэр Si индекс бии болодог. Hj олон янза байдалай индексэй бууралга үүсхэгдэһэн MS/MS-эй тоо багадхаһан гү, али профиль дабтамжын хубаари ниитэ тодорхойгүй байдалые багадхаха зуураа нэгэ янзын бэшэ шэглэлээр хубилһан байна. Si индексэй тоосоололгоор ямар MS/MS зарим ургамал эдидэг амитадһаа үүдэлтэйб гэжэ онсолхо аргатай, харин эсэргүүгээр ямар MS/MS үүсхэлдэ харюусадаггүйб, энэнь MT ба OD уридшалан мэдэхэ гол үзүүлэлтэ болоно.
(A) ургамал эдидэг (H1-һээ Hx хүрэтэр) MS/MS мэдээсэлэй үүсхэгдэхэ шадабари (RDPI), олон янза байдал (Hj индекс), мэргэжэл (δj индекс) ба метаболит онсогой байдал (Si индекс)-дэ хэрэглэгдэдэг статистикын тодорхойлогшод. Мэргэжэлэй хэмжээнэй нэмэгдэл (δj) дунда зэргээр ургамал эдидэг тусхай метаболитууд үлүү үйлэдбэрилэгдэхэ гэжэ харуулна, харин олон янза байдалай бууралга (Hj) метаболитуудай үйлэдбэрилэлэй бууралга гү, али хубаариин карта дээрэ метаболитуудай тэгшэ бэшэ хубаариие харуулна. Si утгань метаболит үгтэһэн байдалда тусхай (эндэ ургамал эдидэг) гү, али эсэргүүгээр адли хэмжээндэ хадгалагдаһан гү гэжэ сэгнэнэ. (B) Мэдээсэлэй онолой тэнхлэгые хэрэглэн хамгаалгын онолой уридшалан мэдэхэ ойлгосын диаграмма. OD онол ургамал эдидэг амитадай добтололго хамгаалха метаболитуудые нэмэгдүүлжэ, тиигэжэ δj нэмэгдүүлнэ гэжэ уридшалан хэлэнэ. Гэхэтэй хамта, Hj буурдаг, юундэб гэхэдэ профиль бодосой солилсооной мэдээсэлэй тодорхойгүй байдал багадхаха тээшэ дахин эмхидхэгдэдэг. MT онол ургамал эдидэг амитадай добтололго метаболомдо шэглэлгүй хубилалтануудые үүсхэжэ, тиигэжэ Hj-ые бодосой солилсооной мэдээсэлэй тодорхойгүй байдалай нэмэгдэһэн үзүүлэлтээр нэмэгдүүлжэ, Si-эй санамсаргүй хубаариие үүсхэнэ гэжэ уридшалан хэлэнэ. Бидэ мүн холимог загбарые дурадхаһан байнабди, эрхим MT, энэнь зарим үндэр хамгаалха сэнтэй метаболитууд илангаяа нэмэгдэхэ (үндэр Si сэн), харин бусадынь санамсаргүй харюунуудые харуулдаг (бага Si сэн).
Мэдээсэлэй онолой тодорхойлогшодые хэрэглэн, бидэ OD онолые тайлбарилжа, ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн тусхай метаболит хубилалтанууд үүсхэгдээгүй бүридүүлэгшэ байдалда (i) бодосой солилсооной онсогой байдалые (Si индекс) нэмэгдүүлжэ, метаболическа онсогой байдалые (δj индекс) нэмэгдүүлхэ) үндэр хамгаалха үнэтэй тодорхой тусхай бодосой солилсооной бүлэгүүдэй нэмэгдэл, ба (ii) бодосой солилсооной индексэй олон янза байдалые бууруулжа (Hj) хүргэхэ гэжэ уридшалан хэлэнэбди бодосой солилсооной дабтамжын хубаариие лептинай бэеын хубаарида хубилгаха. Нэгэ метаболит түбшэндэ эмхитэй Si хубаари хүлеэгдэнэ, эндэ метаболит хамгаалха сэнгээрээ Si сэнгые нэмэгдүүлнэ (Зураг 1В). Энэ шугамаар бидэ MT онолые тайлбарилжа, һэдэбшэлгэ (i) δj индексэй бууралгада хүргэдэг метаболитнуудай шэглэлгүй хубилалтада хүргэхэ, (ii) бодосой солилсооной тодорхойгүй байдал нэмэгдэһэнһээ боложо Hj индексэй нэмэгдэлдэ хүргэхэ гэжэ уридшалан хэлэнэбди. Эсэбэл санамсаргүй байдал, энэнь ниитэлһэн олон янза байдалай хэлбэридэ Шенноной энтропиин аргаар тодорхойлогдоно. Бодосой солилсооной бүридэл тухай хэлэбэл, MT онол Si-эй санамсаргүй хубаариие уридшалан мэдэхэ. Зарим метаболитнууд тодорхой байдалда тусхай байдалда байдаг, харин бусад байдалнууд тусхай байдалда байдаггүй, тэдэнэй хамгаалха сэн оршон тойронхи байдалһаа дулдыдаха ёһотой гэжэ хараадаа абан, бидэ холимог хамгаалгын загбарые дурадхаһан байнабди, эндэ δj ба Hj бүхы шэглэлээр Si Increase-эй дагуу хоёр хубаагдана, гансал тодорхой метаболит бүлэгүүд, үндэр хамгаалха сэнтэй, тусхайтаар нэмэгдэхэ, харин бусад һанамсаргүй хубааритай байха (Зураг а) 1Б).
Мэдээсэлэй онолой тодорхойлогшын тэнхэлэг дээрэ дахин тодорхойлогдоһон хамгаалгын онолой уридшалан мэдээсэлые туршаха зорилгоор бидэ Nepenthes pallens набшаһан дээрэ мэргэжэлтэ (Ms) гү, али генералист (Sl) ургамал эдидэг амитадай авгалдай үрэжүүлээбди (Зураг 2А). MS/MS шэнжэлэл хэрэглэн, бидэ эрбээхэйе тэжээһэнэй һүүлдэ суглуулһан набшаһанай эдэй метанолой экстрактһаа 599 үлүү бэшэ MS/MS спектрнүүдые (S1 мэдээсэлэй файл) абаабди. RDPI, Hj, δj индексүүдые хэрэглэн MS/MS тохиргооной файлнуудта мэдээсэлэй агуулгын дахин тохируулгые харуулхада һонирхолтой хэбүүд элирнэ (Зураг 2B). Мэдээсэлэй тодорхойлогшын тодорхойлһон ёһоор, эрбээхэйнүүдэй набшаһа эдижэ байхада, бүхы бодосой хубилалтын хэмжээн саг хугасаанай үнгэрхэдэ нэмэгдэнэ: ургамал эдидэг амитанай эдеэлһэнһээ хойшо 72 часай үнгэрһэн хойно RDPI ехээр нэмэгдэнэ. Гэмтээгүй хяналтын бүлэгтэй харисуулхада, Hj ехээр багадхаһан, энэнь δj индексээр тодорхойлогдоһон бодосой солилсооной профилиин мэргэжэлэй хэмжээн нэмэгдэһэнтэй холбоотой байгаа. Энэ эли тодо шэглэл OD онолой уридшалан хэлэһэнтэй тааруу, харин MT онолой гол уридшалан хэлэһэнтэй тааруу бэшэ, энэнь метаболитын хэмжээнэй санамсаргүй (шэглэлгүй) хубилалтануудые хамгаалха маскировко болгон хэрэглэдэг гэжэ үзэдэг (Зураг 1B). Эдэ хоёр үбһэн эдидэг амитадай аман шүүрэлэй (OS) үүсхэгшын агууламжа ба эдеэлхэ абари зан илгаатайшье һаа, тэдэнэй шууд эдеэлүүлгэ 24 ба 72 сагай ургаса хуряалгын хугасаа соо Hj ба δj шэглэлэй адлирхуу хубилалтануудые үүсхэһэн байна. Гансал илгаа 72 часай RDPI-дэ болоһон байна. Ms тэжээлһээ үүдэһэнтэй харисуулхада, Sl тэжээлһээ үүдэһэн ниитэ бодосой солилсоо үндэр байгаа.
(A) Туршалгын түсэб: юрын гахай (S1) гү, али мэргэжэлтэ (Ms) ургамал эдидэг амитадые амһарта ургамалай дабһагүйжүүлһэн набшаһаар тэжээдэг, харин дууряагдаһан ургамал эдидэг амитадта Ms-эй OS (W + OSMs) стандартизацилагдаһан набшаһанай байра һууриин шарха хадхаха хэрэгсэл болоно. S1 (W + OSSl) авгалдай гү, али уһан (W + W). Хяналтын (С) гэмтээгүй набшаһан юм. (B) Тусхай метаболит картада тоосогдоһон үүсхэгдэхэ шадабари (RDPI хяналтын диаграмматай харисуулхада), олон янза байдал (Hj индекс) ба мэргэжэлэй (δj индекс) индекс (599 MS/MS; мэдээсэлэй файл S1). Одото тэмдэгүүд ургамал эдидэг амитадай шууд хооллолго ба хяналтын бүлэгэй хоорондохи удха шанартай илгаануудые харуулна (Хос t-тесттэй һурагшадай t-тест, *P<0.05 ба ***P<0.001). ns, шухала бэшэ. (C) Гол (хүхэ хайрсаг, аминохүшэл, органическа хүшэлтүрэгшэ ба сахар; мэдээсэлэй файл S2) ба тусхай метаболит спектрэй (улаан хайрсаг 443 MS/MS; мэдээсэлэй файл S1) үбһэ ногоо эдидэг эмшэлгын һүүлдэ. Үнгын бүһэ 95% найдабариин забһарые тэмдэглэнэ. Одоной тэмдэг эмшэлгэ ба хяналтын хоорондохи удха шанартай илгаае харуулна [дисперсиин дүрбэлжэн шэнжэлэл (ANOVA), удаань Tukey-н үнэн сэхэ удха шанартай илгаа (HSD) post hoc олон зэргэсүүлгэнүүдтэ, *P<0.05, **P<0.01 ба *** P <0.001]. (D) Тархалта графигуудые ба тусхай метаболит профильнуудые мэргэжэлжүүлгэ (ондо ондоо эмшэлгэтэй дабтагдаһан дээжэнүүд).
Метаболомой хэмжээндэ ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн шэнэшлэл тусхай метаболитнуудай хэмжээнэй хубилалтада харагдана гү гэжэ шэнжэлхын тулада бидэ нэн түрүүн ургамал эдидэг амитадай эсэргүүсэл гэршэлһэн Nepenthes pallens набшаһан дээрэ урид шэнжэлэгдэһэн метаболитуудта анхаралаа хандуулһан байнабди. Фенол амидууд хадаа хорхой шумуулнуудай ургамал эдихэ үедэ суглардаг гидроксициннамид-полиамин конъюгатууд болоод хорхой шумуулнуудай гүйсэдхэлые бууруулдаг гэжэ мэдээжэ (32). Бидэ таараһан MS/MS-эй уридшалан үүсхэгшэдые бэдэржэ, тэдэнэй хуримталагдаһан кинетик мурые зурабабди (Зураг S1). Гайхалтайнь гэхэдэ, хлорогенэй хүшэлтүрэгшэ (CGA) ба рутин гэхэ мэтэ ургамал эдидэг амитадһаа хамгаалха хэрэгтэ шууд хабаададаггүй фенолой гаралтай бодосууд ургамал эдидэг амитадай һүүлдэ доошоо зохисуулагдадаг. Харин ургамал эдидэг амитад фенол амидуудые ехэ хүсэтэй болгожо шададаг. Хоёр үбһэн эдидэг амитадай үргэлжэ хооллолго феноламидуудай бараг адли һэдэлгэтэй спектртэй болоһон ба энэ хэб маяг илангаяа феноламидуудай de novo синтездэ эли тодо байгаа. Энэл үзэгдэл 17-гидроксигеранил нонанедиол дитерпен гликозидуудай (17-HGL-DTGs) замые шэнжэлхэдээ ажаглагдаха, энэнь ургамал эдидэг амитадай эсрэг үрэ дүнтэй үүргэтэй (33) олон тооной ацикл дитерпенүүдые үйлэдбэрилдэг, тэдэнэй Sl-тэй Ms Feeding адлирхуу илгаралые үүсхэһэн байна (Зураг S1).
Ургамалай амитадые шууд тэжээхэ туршалгануудай боломжотой гажуудал гэхэдэ ургамал эдидэг амитадай набшаһанай хэрэглээ ба эдеэлүүлхэ сагай илгаа болоод энэнь шарха ба ургамал эдидэг амитадай ургамал эдидэг амитадай тусхай нүлөөе усадхаха бэрхэшээлтэй болгодог. Үүсхэгдэһэн набшаһанай бодосой солилсооной харюугай ургамал эдидэг зүйлэй онсо шэнжые һайнаар шиидхэхэ зорилгоор бидэ шэнээр суглуулагдаһан OS (OSM ба OSS1)-ые набшаһанай тогтомол байра һууриин стандарт хадхалга W-дэ дары түргэн хэрэглэжэ Ms ба Sl авгалдай тэжээлые дууряабабди. Энэ журамые W + OS эмшэлгэ гэжэ нэрлэдэг ба энэнь эдэй алдагдаха хурдадхал гү, али хэмжээнэй илгаануудай һандархай нүлөө үзүүлэнгүй үбһэн эдидэг амитанай үүсхэһэн харюугай эхилэлые зүбөөр тодорхойлжо индукциие стандартизацилна (Зураг 2А) (34). MS/MS шэнжэлэлгын ба тоосоолхо шугамые хэрэглэн, бидэ 443 MS/MS спектр (S1 мэдээсэлэй файл) абаабди, энэнь шууд тэжээлэй туршалгануудһаа урид суглуулагдаһан спектрнүүдтэй дабхарлаһан байна. Энэ MS/MS мэдээсэлэй багтаамжын мэдээсэлэй онолой шэнжэлэл ургамал эдидэг амитадые дууряажа набшаһанай тусхай метаболомуудые дахин программировалга OS-тодорхой үүсхэл харуулһан байна (Зураг 2С). Тодорхойгоор хэлэбэл, OSS1 эмшэлгэтэй харисуулхада, OSM 4 часай дараа метаболомой мэргэжэлэй һайжаруулга үүсхэбэ. Ургамалай амитадые шууд тэжээхэ туршалгын мэдээсэлэй багтаамжатай харисуулхада, Hj ба δj координатануудые хэрэглэн хоёр хэмжээнэй орон зайда харуулһан бодосой солилсооной кинетикые ба саг хугасаанай үнгэрхэдэ ургамал эдидэг амитадые дууряаһан эмшэлгээндэ харюусаһан метаболомой мэргэжэлэй шэглэл нягта нэмэгдэнэ гэжэ тэмдэглэхэ шухала (Зураг 2D). Гэхэтэй хамта, бидэ аминохүшэл, органическа хүшэлтүрэгшэ ба сахар (S2 мэдээсэлэй файл) агууламжые тодорхойлжо, метаболомой мэргэжэлэй энэ зорилготой нэмэгдэл дууряагдаһан үбһэн эдидэг амитадта харюусаһан түб нүүрһэнтүрэгшын бодосой солилсооной дахин тохируулгатай холбоотой гү гэжэ шэнжэлбэбди (Зураг S2). Энэ хэб маягые һайнаар тайлбарилхын тулада бидэ урид хэлсэгдэһэн феноламид ба 17-HGL-DTG замуудай бодосой хубилалтын кинетикые саашань хинабабди. Ургамалай амитадай OS-тодорхой үүсхэл феноламид солилсооной дотор дифференциальна дахин зохисуулалтын хэб маягта хубилдаг (Зураг S3). Кумарин ба кофеоил хэһэгүүдые агуулһан фенол амидууд OSS1-ээр илгаатайгаар үүсхэгдэдэг, харин OSM-үүд ферулил конъюгатуудай тусхай үүсхэлые үүсхэнэ. 17-HGL-DTG замда доодо малонилированиин ба дималонилированиин бүтээгдэхүүнээр дифференциальна OS үүсхэл элирүүлэгдэһэн байна (Зураг S3).
Удаань, бидэ OS-ээр үүсхэгдэһэн транскриптомой уян хатан байдалые саг хугасаанай микромассивай мэдээсэлэй багтаамжа хэрэглэн шэнжэлээбди, энэнь ургамал эдидэг амитадай розетка ургамалай набшаһанай набшаһадые эмшэлхэ OSM-үүдые хэрэглэхэеэ дууряана. Дээжын кинетикэ энэ метаболомикын шэнжэлэлгын хэрэглэһэн кинетиктэй юрэнхыдөө дабхардадаг (35). Саг хугасаанай үнгэрхэдэ бодосой солилсооной уян хатан байдал илангаяа нэмэгдэдэг метаболомой шэнэдхэлгэтэй харисуулхада, бидэ Ms-ээр үүсхэгдэһэн набшаһанда транскрипциин дэлбэрэлтые ажагладагбди, эндэ транскриптомой үүсхэгдэхэ шадабари (RDPI) ба мэргэжэл (δj) 1-дэ байна. транскриптомой мэргэжэл (Зураг S4). Бодосой солилсооной генэй бүлэгүүд (P450, гликозилтрансфераза, BAHD ацилтрансфераза гэхэ мэтэ) дээрэ дурдагдаһан эртын үндэр мэргэжэлэй загбарые дагажа, анханай бодосой солилсооһоо гаралтай бүтэсэтэй нэгэдэлнүүдһээ тусхай метаболитуудые суглуулха үйлэ ябасада хабаададаг. Жэшээ болгон, фенилаланинай замые шэнжэлһэн байна. Шэнжэлэлгын дүнгөөр ​​феноламид бодосой хубилалтын гол генүүд ургамал эдидэг амитадта татагдаагүй ургамалнуудтай харисуулхада OS-ээр ехээр үүсхэгдэдэг ба илгаралгын хэб маягаараа нягта холбоотой байдаг гэжэ баталагдаба. Энэ замһаа дээшэ хэһэгтэ MYB8 транскрипциин фактор ба PAL1, PAL2, C4H ба 4CL бүтэсэтэй генүүд транскрипциин эртэ эхилэлые харуулһан байна. Феноламидай һүүлшын суглуулбарида үүргэ гүйсэдхэдэг ацилтрансферазанууд, жэшээнь AT1, DH29, CV86, удаан үргэлжэлһэн үргэдхэлэй хэб маягые харуулдаг (Зураг S4). Дээрэхи ажаглалтанууд транскриптомой мэргэжэлэй эртэ эхилэл ба метаболомикын мэргэжэлэй һүүлдэ дээшэлүүлгэ холбоотой горим гэжэ харуулна, энэнь хүсэтэй хамгаалалтын харюу эхилүүлдэг синхронно зохисуулха системэһээ боложо магадгүй юм.
Ургамалай гормоной дохёо дамжуулха шэнэшлэл ургамалай физиологиие дахин программировалхын тулада ургамал эдидэг амитадай мэдээсэлые нэгэдхэхэ зохисуулха дабхаргын үүргэ гүйсэдхэнэ. Ургамалай амитадай моделированиин һүүлдэ бидэ ургамалай гол гормоной ангилалнуудай хуримталагдаһан динамикые хэмжэжэ, тэдэнэй хоорондохи саг хугасаанай хамтын илгаралые үзэбэбди [Пирсоной корреляциин коэффициент (PCC)> 0.4] (Зураг 3А). Хүлээлгын ёһоор, биосинтезтэй холбоотой ургамалай гормонууд ургамалай гормоной хамтын илгаралгын сүлжээн дотор холбоотой. Нэмэжэ хэлэхэдэ, элдэб эмшэлгэнүүдээр үүсхэгдэһэн ургамалай гормонуудые онсолон харуулхын тулада бодосой солилсооной онсо шэнжэ (Si индекс) энэ сүлжээндэ харуулагдана. Ургамалай эдеэнэй тусхай харюугай хоёр гол һалбари зурагдана: нэгэниинь JA кластерта, эндэ JA (тэрэнэй биологическа эдэбхитэй түхэл JA-Ile) болон бусад JA гаралтай зүйлнүүд эгээн үндэр Si сэгнэлтэ харуулна; нүгөөдэнь этилен (ЭТ). Гиббереллин ургамал эдидэг амитадай онсо шэнжэ дунда зэргын нэмэгдэл харуулһан болобошье бусад ургамалай гормонууд, тухайлбал цитокинин, ауксин, абсцизиин хүшэлтүрэгшэ ургамал эдидэг амитадта бага индукциин онсо шэнжэтэй байгаа. Ганса W + W хэрэглэхэтэй харисуулхада, OS-эй хэрэгсэлээр (W + OS) JA-гай гаралтай орьёлой сэнгэй үргэдхэл юрэнхыдөө JA-нуудай хүсэтэй тусхай үзүүлэлтэ болгон хубилгагдаха аргатай. Хүлеэгдээгүйгөөр, ондо ондоо элициторой агуулгатай OSM ба OSS1 JA ба JA-Ile-эй адлирхуу хуримталал үүсхэнэ гэжэ мэдээжэ. OSS1-һээ илгаатайгаар OSM OSM-үүдээр тусхайтаар ба хүсэтэйгээр үүсхэгдэдэг, харин OSS1 һууриин шархануудай харюуе шангадхадаггүй (Зураг 3B).
(A) ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн ургамалай гормоной хуримталал кинетикын моделированиин PCC тоосоолол дээрэ үндэһэлһэн хамтын илгаралгын сүлжээнэй шэнжэлэл. Зангилаа нэгэ ургамалай гормоные тэмдэглэнэ, зангилаанай хэмжээнь эмшэлгын хоорондохи ургамалай гормондо тусхай Si индексые тэмдэглэнэ. (B) JA, JA-Ile ба ET-эй набшаһанда элдэб үнгөөр ​​заагдаһан элдэб эмшэлгэнүүдһээ боложо сугларха: абрикос, W + OSM; хүхэ, W + OSSl; хара, W + W; саарал, С (хяналтын) . Одото тэмдэгүүд эмшэлгэ ба хяналтын хоорондохи удха шанартай илгаануудые харуулна (хоёр тээшээ ANOVA, удаань Tukey HSD post hoc олон зэргэсүүлгэ, *** P <0.001). Мэдээсэлэй онолой шэнжэлэл (C)697 MS/MS (data file S1) JA биосинтез болон буурһан ойлголтын спектр (irAOC ба irCOI1) ба (D)585 MS/MS (data file S1) ETR1-дэ буурһан ET дохёотой Хоёр дууряагдаһан үбһэн эдидэг эмшэлгэнүүд ургамалай шугамые үүсхэһэн ба ургамалай хяналтын тээбэри (EV) ургамалнууд. Одото тэмдэгүүд W+OS эмшэлгэ ба гэмтэлгүй хяналтын хоорондохи удха шанартай илгаануудые харуулна (хоёр тээшээ ANOVA удаань Tukey HSD post hoc олон зэргэсүүлгэ, *P<0.05, **P<0.01 ба ***P<0.001). (Е) Мэргэжэлэй тараһан эсэргүүсэлэй тараһан графигууд. Үнгэнүүд элдэб генетикын хубилалтануудые тэмдэглэнэ; тэмдэгүүд эмшэлгын ондо ондоо аргануудые харуулна: гурбалжан, W + OSS1; тэгшэ дүрбэлжэн, W + OSM; С дүхэриг
Удаань, бидэ JA ба ET биосинтезэй (irAOC ба irACO) ба ойлголтын (irCOI1 ба sETR1) гол алхамуудта эдэ хоёр ургамалай гормонуудай ургамал эдидэг амитадай бодосой солилсоое шэнжэлхын тулада генетикын хубилалтатай Nepenthes (irCOI1 ба sETR1) омгые хэрэглэнэбди. Урдахи туршалгануудтай тааруугаар, бидэ хооһон зөөгшэ (EV) ургамалнуудта үбһэн эдидэг-OS-эй үүсхэл (Зураг 3, C-һаа D хүрэтэр) ба OSM-һээ үүдэһэн Hj индексэй ниитэ бууралтые баталаабди, харин δj индекс нэмэгдэбэ. Харюунь OSS1-эй үүсхэһэн харюуһаа үлүү тодо байна. Hj ба δj координатануудые хэрэглэһэн хоёр шугамай график тусхай дерегуляциие харуулна (Зураг 3Е). Эгээл эли тодо шэнжэнь гэхэдэ, JA дохёогүй штаммуудта ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн метаболомой олон янза байдал ба мэргэжэлэй хубилалтанууд бараг усадхагдадаг (Зураг 3С). Харин sETR1 ургамалнуудта абяагүй ET ойлголто, ургамал эдидэг бодосой солилсооной хубилалтада ниитэ нүлөөнь JA дохилохоһоо хамаагүй багашье һаа, OSM ба OSS1 һэдэлгэнүүдэй хоорондохи Hj ба δj индексүүдэй илгаае багадхадаг (Зураг 3D ба Зураг S5). . Энэнь JA дохёо дамжуулха гол үүргэһээ гадна, ET дохёо дамжуулха гээшэ ургамал эдидэг амитадай зүйлэй тусхай бодосой солилсооной харюуе нарин тааруулха үүргэтэй гэжэ харуулна. Энэ нарин тааруулгын үүргэтэй тааруулан, sETR1 ургамалнуудта ниитэ метаболомой үүсхэгдэхэ шадабарида ямаршье хубилалта үгы байгаа. Нүгөө талаһаа, sETR1 ургамалнуудтай харисуулхада, irACO ургамалнууд ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн бодосой солилсооной хубилалтануудые адлирхуу ниитэ дабхаргые үүсхэһэн болобошье OSM ба OSS1 бэрхэшээлнүүдэй хоорондо Hj ба δj сэгнэлтэнүүдые нилээд илгаатай харуулһан байна (Зураг S5).
Ургамалай амитадай зүйлэй тусхай харюу үгэхэдөө шухала хубитаяа оруулдаг тусхай метаболитнуудые элирүүлхын тулада ба ЭТ дохёонуудаар тэдэнэй үйлэдбэрилэлые нарин болбосоруулхын тулада бидэ урид зохёон бүтээгдэһэн бүтэсэтэй MS/MS арга хэрэглээбди. Энэ аргань MS/MS фрагментнуудһаа [нормализацилагдаһан точкын бүтээгдэхүүн (NDP)] болон нейтральна алдагдалда (NL) үндэһэлһэн адлирхуу сэгнэлтэһээ бодосой солилсооной бүлэгые дахин тодорхойлхын тулада хоёр бүлэглэлэй арга дээрэ тулгуурилна. ET трансгеннэ шугамай шэнжэлэлгын ашаар бүтээгдэһэн MS/MS мэдээсэлэй багтаамжа 585 MS/MS (мэдээсэлэй файл S1) гаргаһан, энэнь тэдэниие долоон гол MS/MS модульнуудта (M) хубаажа шиидхэгдэһэн (Зураг 4А) . Эдэ модулинуудай зариманиинь уридшалан тодорхойлогдоһон тусхай метаболитуудаар нягтаар дүүрэн байдаг: жэшээнь, М1, М2, М3, М4 ба М7 элдэб янзын фенолой гаралтай зүйлнүүдээр (М1), флавоноид гликозидуудаар (М2), ацил сахарнуудаар (М3 ба М4), 17-HGL-DTG (М7) баян. Нэмэжэ хэлэхэдэ, модуль бүхэндэ нэгэ метаболитын бодосой солилсооной тусхай мэдээсэл (Si индекс) тоосогдодог ба тэрэнэй Si хубаариие интуитивна аргаар хаража болоно. Тобшохоноор хэлэбэл, ургамал эдидэг ба генотипэй онсо шэнжэтэй MS/MS спектрнүүд үндэр Si сэнгээр тэмдэглэгдэнэ, куртозын статистика баруун һүүлэй буланда үһэнэй хубаариие харуулна. Иимэ нэгэ туранхай коллоид хубаари M1-дэ элирүүлэгдэһэн, эндэ фенол амид эгээл ехэ Si фракци харуулһан байна (Зураг 4B). Урдань дурдагдаһан ургамал эдидэг 17-HGL-DTG M7-дэ дунда зэргын Si сэгнэлтэ харуулһан, энэнь хоёр OS түхэлэй хоорондохи дунда зэргын дифференциальна зохисуулалтые харуулна. Харин рутин, CGA, ацил сахар гэхэ мэтэ бүридүүлэгшэ үйлэдбэрилһэн тусхай метаболитууд эгээн бага Si сэгнэлтэтэй байдаг. Тусхай метаболитнуудай хоорондохи бүтэсэ нарибшалан шэнжэлэлгэ ба Si хубаариие һайнаар шэнжэлхын тулада модуль бүхэндэ молекулярна сүлжээ байгуулагдаһан (Зураг 4В). OD онолой шухала уридшалан хэлэлгэ (Зураг 1B-дэ тобшолол хэгдэһэн) гэхэдэ, ургамал эдиһэнэй һүүлдэ тусхай метаболитнуудай дахин эмхидхэл үндэр хамгаалха сэнтэй метаболитнуудта нэгэ талаһаа хубилалтада хүргэхэ ёһотой, илангаяа тэдэнэй тусхай шэнжые нэмэгдүүлхэ (санамсаргүй хубаариһаа илгаатай) Горимо) MT онолоор уридшалан хэлэгдэһэн хамгаалха метаболит. М1-дэ сугларһан фенолой гаралтай ехэнхинь хорхой шумуулнуудай гүйсэдхэлэй бууралтатай холбоотой (32). саг соо EV хяналтын ургамалай үүсхэгдэһэн набшаһад болон бүридүүлэгшэ набшаһад хоорондын M1 метаболитуудта Si-эй сэнгүүдые зэргэсүүлхэдэ, ургамал эдидэг хорхой шумуулнуудай һүүлдэ олон метаболитнуудай бодосой солилсооной онсо шэнжэ үндэр хэмжээнэй нэмэгдэхэ хандалгатай гэжэ ажаглаабди (Зураг 4С). Si-эй сэнгэй тусхай нэмэгдэл гансал хамгаалха феноламидуудта элирүүлэгдээ, харин энэ модуль соо хамта амидардаг бусад фенолнууд болон мэдэгдээгүй метаболитуудта Si-эй сэнгэй нэмэгдэл элирүүлэгдээгүй. Энэ хадаа OD онолтой холбоотой тусхай загбар юм. Ургамалай амитадай үүдхэһэн бодосой солилсооной хубилалтанууд тухай гол уридшалан хэлэлгэнүүд нягта холбоотой. Феноламид спектрын энэ онсо шэнжэ OS-тодорхой ET-ээр үүсхэгдэһэн гү гэжэ туршахын тулада бидэ метаболит Si индексые зуража, EV ба sETR1 генотипүүдтэ OSM ба OSS1 хоорондохи илгарал илгаралгын сэнгые үүсхэбэбди (Зураг 4D). sETR1-дэ OSM ба OSS1 хоорондохи фенамидһаа үүдэһэн илгаа ехээр багадхаһан байна. Би-кластеризациин арга JA-ээр зохисуулагдаһан бодосой солилсооной мэргэжэлтэй холбоотой гол MS/MS модулинуудые тодорхойлхын тулада JA-ээр хангалтагүй штаммуудта суглуулагдаһан MS/MS мэдээсэлнүүдтэ хэрэглэгдээ (Зураг S6).
(A) 585 MS/MS-эй хубаалсаһан фрагмент (NDP адлирхуу) ба хубаалсаһан нейтральна алдагдал (NL адлирхуу) дээрэ үндэһэлһэн кластеризациин дүнгүүд модуль (M)-ые мэдээжэ нэгэдэлэй бүлэгтэй гү, али мэдэгдээгүй гү, али муугаар солилсоһон Метаболит бүридэлөөр тааруу болгодог. Модуль бүхэнэй хажууда метаболит (MS/MS) тусхай (Si) хубаари харуулагдана. (B) Модульна молекулярна сүлжээ: Зангилаанууд MS/MS ба ирмэгүүдые, NDP (улаан) ба NL (хүхэ) MS/MS сэгнэлтэнүүдые харуулна (cut-off,> 0.6). Модуль дээрэ үндэһэлжэ (зүүн) үнгөөр ​​шэмэглэгдэһэн метаболитын тусхай индекс (Si) ба молекулярна сүлжээндэ (баруун) харуулагдана. (C) 24 часай туршада бүридүүлэгшэ (хяналтын) ба үүсхэгдэһэн байдалда (дууряаһан ургамал эдидэг) EV ургамалай M1 модуль: молекулярна сүлжээнэй диаграмма (Si сэн хадаа зангилаанай хэмжээ, хамгаалха феноламид хүхэ үнгөөр ​​онсолон тэмдэглэгдэнэ). (D) EV ба ET ойлголто доройтоһон sETR1 спектрэй шугамай M1 молекулярна сүлжээнэй диаграмма: ногоон дүхэригэй зангилаагаар харуулһан фенолой нэгэдэл, W + OSM ба W + OSS1 эмшэлгын хоорондохи удха шанартай илгаа (P сэн) зангилаа хэмжээгээр. CP, N-кафеоил-тирозин; CS, N-кафеоил-спермидин; FP, N-ферулай хүшэлтүрэгшын эфир-шээсэй хүшэлтүрэгшэ; FS, N-ферулил-спермидин; CoP, N', N “-Кумаролил-тирозин; DCS, N', N”-дикафеоил-спермидин; CFS, N', N”-кафеоил, ферулоил-спермидин; Шоно жэмэстэ Lycium barbarum Хүбүүн; Ник. O-AS, O-ацил сахар.
Бидэ шэнжэлэлые нэгэ суларһан Nepenthes генотипһээ байгаалиин популяцинуудта үргэдхэбэбди, эндэ байгаалиин популяцинуудта ургамал эдидэг JA-гай хэмжээнэй ба тусхай метаболитын хэмжээнэй хүсэтэй зүйлэй доторхи хубилалтануудые урид тодорхойлһон байна (26). Энэ мэдээсэлэй багтаамжа хэрэглэн 43 үрэжүүлгын плазмые хамарха. Эдэ үрэжүүлгын плазманууд N. pallens-һаа 123 зүйлэй ургамалнуудһаа бүридэнэ. Эдэ ургамалнуудые Юта, Невада, Аризона, Калифорниин ондо ондоо үндэһэн амидаралай оршонһоо суглуулһан үрэһэһөө абаһан (Зураг S7), бидэ метаболомой олон янза байдалые (эндэ хүн зоной хэмжээ гэжэ нэрлэдэг) β олон янза байдалые) ба OSM-эй үүсхэһэн мэргэжэлые тоолообди. Урдахи шэнжэлэлнүүдтэй тааруугаар, бидэ Hj ба δj тэнхэлэгүүдэй дагуу бодосой солилсооной үргэн дэлисэтэй хубилалтануудые ажаглаһан байнабди, энэнь ургамал эдидэг амитадта бодосой солилсооной харюунуудай уян хатан байдалда үрэ хүүгэдэй плазмууд үндэр илгаатай байдагые харуулна (Зураг S7). Энэ эмхи зургаан ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн JAs-ай хубилалтанууд тухай урданай ажаглалтануудые һануулна, тиигээд нэгэ популяцида тон үндэр сэнтэй байгаа (26, 36). Hj ба δj хоорондохи ниитэ хэмжээнэй холбоое туршахадаа JA ба JA-Ile хэрэглэжэ, бидэ JA ба метаболомой β олон янза байдал ба мэргэжэлэй индексэй хоорондо удха шанартай эерэг холбоо бии гэжэ олообди (Зураг S7). Энэнь хүн зоной хэмжээндэ элирүүлэгдэһэн JAs-эй үүсхэлэй ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн гетерогенность хорхой шумуул ургамал эдидэг амитадһаа шэлэн абаһанһаа үүдэһэн гол бодосой солилсооной полиморфизмуудһаа боложо магадгүй гэжэ тэмдэглэнэ.
Урдахи шэнжэлэлнүүдэй дүнгөөр ​​тамхинай зүйлнүүд үүсхэгдэһэн ба бүридүүлэгшэ бодосой солилсооной хамгаалалгаһаа янза болон харисангы дулдыданги байдалаараа ехэ илгаатай байдаг. Ургамалай эсэргүү дохёо дамжуулха ба хамгаалха шадабарида эдэ хубилалтанууд хорхой шумуулнуудай тооной дарамта, ургамалай амидаралай цикл, үгтэһэн зүйлэй ургадаг газарта хамгаалха үйлэдбэрилэлэй үнэ сэнээр зохисуулагдадаг гэжэ үзэдэг. Хойто Америкэ ба Урда Америкын зургаан зүйлэй ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн набшаһанай метаболомой шэнэшлэлэй нягта байдалые бидэ шэнжэлээбди. Эдэ зүйлнүүд Хойто Америкын Непентетэй нягта холбоотой, нэрлэбэл Николас Боцифло. Ла, Н. никотинис, Никотиана н. һула үбһэн, Nicotiana tabacum, шугаман тамхи, тамхи (Nicotiana spegazzinii) ба тамхинай набшаһанай тамхи (Nicotiana obtusifolia) (Зураг 5А) (37). Эдэ зүйлнүүдэй зургааниинь, тэрэ тоодо һайн шэнжэлэгдэһэн N. please зүйлнүүд, petunia бүлгэмэй нэгэ жэлэй ургамалнууд, харин obtusifolia N. эгэшэ бүлгэм Trigonophyllae бүлэгэй олон жэлэй ургамалнууд (38). Удаань эдэ долоон зүйлнүүд дээрэ W + W, W + OSM ба W + OSS1 индукци хэжэ, хорхой шумуулнуудай эдеэ хоолой зүйлэй хэмжээнэй бодосой солилсооной дахин зохисуулалтые шэнжэлһэн байна.
(A) Эгээн ехэ магадлалтай [ядерна глутамин синтезэй (38)] ба долоон нягта холбоотой Nicotiana зүйлэй (ондо ондоо үнгэтэй) газар зүйн хубаари дээрэ үндэһэлһэн бутстрап филогенетическэ модон (37). (B) Долоон Nicotiana зүйлэй (939 MS/MS; мэдээсэлэй файл S1)-эй бодосой солилсооной профильнуудта тусхай олон янза байдалай тархалтын график. Зүйлэй хэмжээндэ метаболомой олон янза байдал мэргэжэлэй хэмжээтэй сүлөөтэй холбоотой. Бодосой солилсооной олон янза байдал ба мэргэжэлэй болон JA хуримталал хоорондын зүйлэй хэмжээнэй холбооной шэнжэлэл 2-дохи зураг дээрэ харуулагдана. S9. Үнгэ, элдэб янзын; гурбалжан, W + OSS1; тэгшэ дүрбэлжэн, W + OSM; (C) Nicotiana JA ба JA-Ile динамика OS һэдэлгын дабхаргын ёһоор эрэмбэлэгдэнэ (хоёр тээшээ ANOVA ба Tukey HSD олон тооной һүүлдэ зэргэсүүлгэ, * P <0.05, ** P <0.01 ба * ** W + OS ба W + W, P <0.001 зэргэсүүлхын тулада). Ургамалай ба метил JA (MeJA) дууряалгын һүүлдэ зүйл бүхэнэй (D) олон янза байдал ба (E) мэргэжэлэй хайрсаг зураг. Одоной тэмдэг W + OS ба W + W гү, али ланолин нэмэжэ W (Lan + W) гү, али Lan нэмэжэ MeJA (Lan + MeJa) ба Lan хяналтын хоорондохи удха шанартай илгаае харуулна (дисперсиин хоёр тээшээ шэнжэлэл, удаань Tukey-н HSD post hoc олон зэргэсүүлгэ , *P<0.05, **P<0.01 ба ***P<0.01).
Хоёр кластерай арга хэрэглэн, бидэ 939 MS/MS-эй 9 модуль элирүүлээбди (S1 мэдээсэлэй файл). Ондоо эмшэлгэнүүдээр дахин тохируулагдаһан MS/MS-эй бүридэл зүйлнүүдэй хоорондохи ондо ондоо модулинуудай хоорондо ехээр илгардаг (Зураг S8). Hj (эндэ зүйлэй хэмжээнэй γ-олон янза байдал гэжэ нэрлэгдэнэ) ба δj-ые хараад үзэхэдэ, элдэб зүйлнүүд бодосой солилсооной орон зай соо тон ондоо бүлэгүүдтэ суглардаг, эндэ зүйлэй хэмжээнэй хубаари ехэбшэлэн һэдэлгэһээ үлүү тодо байдаг. N. linear ба N. obliquus-һаа бусад тэдэ үргэн динамикын индукциин нүлөө үзүүлдэг (Зураг 5В). Харин N. purpurea ба N. obtusifolia гэхэ мэтэ зүйлнүүд эмшэлгэ хэхэдээ тодорхой бэшэ бодосой солилсооной харюутай, харин бодосой хубилалтынь олон янза байдаг. Үүсхэгдэһэн бодосой солилсооной харюугай зүйлэй тусхай хубаари мэргэжэлжүүлгэ ба гамма олон янза байдалай хоорондохи удха шанартай сүлөөтэ холбоое үүсхэбэ (PCC = -0.46, P = 4.9×10-8). OS-ээр үүсхэгдэһэн JAs хэмжээнэй хубилалтанууд метаболомой мэргэжэлжэлтэтэй һайнаар холбоотой, харин зүйл бүхэнэй харуулһан бодосой солилсооной гамма олон янза байдалтай муугаар холбоотой (Зураг 5B ба Зураг S9). 5С зураг дээрэ “дохёо харюу” гэжэ нэрлэгдэһэн зүйлнүүд, жэшээнь, Nepenthes нематодууд, Nepenthes nepenthes, Nepenthes acute, Nepenthes attenuated, 30 минутада удха шанартай тэмдэгүүдые үүсхэһэн байна. Һаяын OS-тодорхой JA ба JA-Ile дэлбэрэлтэнүүд, харин бусад “дохёо харюусадаггүй” гэжэ нэрлэгдэһэн бактеринууд, жэшээнь Nepenthes mills, Nepenthes powdery ба N. obtusifolia гансал OS-тодорхой бэшэ JA-Ile Edge индукци харуулна (Зураг 5С). Дээрэ хэлэгдэһэнэй ёһоор, бодосой солилсооной хэмжээндэ, суларһан Непентесын түлөө, дохёо харюусадаг бодосууд OS-эй онсогой байдалые харуулһан ба δj-ые мэдэгдэхүйсэ нэмэгдүүлһэн, харин Hj-ые багадхаһан байна. Энэ OS-тодорхой эхинэй нүлөө дохёо үгэхэгүй зүйлнүүд гэжэ ангилагдаһан зүйлнүүдтэ элирүүлэгдээгүй (Зураг 5, D ба E). OS-тодорхой метаболитууд дохио харюусадаг зүйлнүүдэй хоорондо илүү олон удаа хубаагдадаг ба эдэ дохиной кластернууд дохио харюусадаг зүйлнүүдтэй хамтардаг, харин дохио харюусадаг зүйлнүүд хоорондын хамаарал багатай байдаг (Зураг S8). Энэ дүнгөөр ​​JA-нуудай OS-тодорхой үүсхэл ба доодо метаболомой OS-тодорхой дахин тохируулга зүйлэй хэмжээндэ холбоотой гэжэ харуулна.
Удаань, бидэ ургамалнуудые эмшэлхын тулада метил JA (MeJA) агуулһан ланолин паста хэрэглээбди, эдэ холбооной горимууд ургамалай цитоплазма соо байха экзогеннэ JA-гай хэрэглэһэн JA-гай үгы байдалаар хизаарлагдаһан гү гэжэ шэнжэлбэбди. Түргэн деэстеризаци гээшэ JA. Бидэ JA-гай үргэлжэлһэн хангамжаһаа боложо дохио харюусадаг зүйлнүүдһээ дохио харюусадаггүй зүйлнүүдтэ аажамаар хубилха адли шэглэлые олообди (Зураг 5, D ба E). Тобшохоноор хэлэбэл, MeJA эмшэлгэ шугаман нематодуудай, N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens, N. mikimotoi-н метаболомуудые шангаар дахин программировалһан, энэнь δj-ые ехээр нэмэгдүүлжэ, Hj-ые бууруулһан байна. N. purpurea гансал δj-эй нэмэгдэл харуулһан, харин Hj-эй нэмэгдэл харуулаагүй. N. obtusifolia, урид JA-гай тон бага хэмжээе суглуулдаг гэжэ харуулагдаһан, MeJA эмшэлгээндэ метаболомой шэнэшлэлэй талаар муугаар харюусадаг. Эдэ дүнгүүд JA үйлэдбэрилэл гү, али дохёо дамжуулга дохёо үгэхэгүй зүйлнүүдтэ физиологиин талаар хизгаарлагдамал байдагые харуулна. Энэ таамаглалые туршахын тулада бидэ W + W, W + OSMs ба W + OSS1 транскриптомоор үүсхэгдэһэн дүрбэн зүйлые (N. pallens, N. mills, N. pink ба N. microphylla) шэнжэлээбди (39). Метаболомой шэнэшлэлэй хэб маягтай тааруугаар, зүйлнүүд транскриптомой зай соо һайнаар илгардаг, тэдэнэй дунда N. attenuated OS-ээр үүсхэгдэһэн RDPI-ые эгээн ехэ харуулһан болобошье N. gracilis эгээн бага RDPI харуулһан байна (Зураг 6А). Гэбэшье, N. oblonga-гай үүсхэһэн транскриптомой олон янза байдал дүрбэн зүйлэй дунда эгээн бага байгаа, энэнь урид долоон зүйлдэ харуулһан N. oblonga-гай эгээн үндэр метабономическа олон янза байдалһаа илгаатай. Урдахи шэнжэлэлнүүдэй дүнгөөр ​​эртын хамгаалгын дохёонуудтай холбоотой генүүдэй багтаамжа, тэрэ тоодо JA дохёонууд, Nicotiana зүйлнүүдэй ургамал эдидэг амитадтай холбоотой элициторнуудаар үүсхэгдэһэн эртын хамгаалгын харюунуудай онсо шэнжые тайлбарилна (39). Эдэ дүрбэн зүйлэй хоорондохи JA дохёо дамжуулха замые зэргэсүүлхэдэ һонирхолтой хэб маяг элирээ (Зураг 6В). Энэ замда AOC, OPR3, ACX ба COI1 гэхэ мэтэ генүүдэй ехэнхинь эдэ дүрбэн зүйлнүүдтэ харисангы үндэр хэмжээнэй индукци харуулһан байна. Гэбэшье, гол ген, JAR4, JA-ые JA-Ile-эй суглуулһан транскриптын биологиин эдэбхитэй түхэл болгон хубилгадаг ба тэрэнэй транскрипциин хэмжээн тон бага, илангаяа N. mills, Nepenthes pieris ба N. microphylla-да. Нэмэжэ хэлэхэдэ, N. bifidum-да гансал ондоо AOS генэй транскрипт элирүүлэгдээгүй. Генэй илгаралгын эдэ хубилалтанууд дохёо үгытэй зүйлнүүдтэ JA-гай бага үйлэдбэрилэл болон N. gracilis-эй үүсхэлһээ үүдэһэн туйлай фенотипүүдтэ харюусаха аргатай.
(A) Ургамалай эдеэ хоол үүсхэһэнэй һүүлдэ 30 минутын һүүлдэ дээжэ абаһан дүрбэн нягта холбоотой тамхинай зүйлнүүдэй эртын транскрипционно харюунуудые дахин программировалгын мэдээсэлэй онолой шэнжэлэл. RDPI ургамал эдидэг OS-ээр үүсхэгдэһэн набшаһа шарха хяналтатай зэргэсүүлжэ тоосогдодог. Үнгэнүүд ондо ондоо зүйлнүүдые харуулна, тэмдэгүүдынь ондо ондоо эмшэлгын аргануудые харуулна. (B) Дүрбэн зүйлэй дунда JA дохёо дамжуулха замуудта генэй илгарал шэнжэлэлгэ. Хялбаршуулһан JA зам хайрсаг графигай хажууда харуулагдана. Ондоо үнгэнүүд болбосоруулха ондоо аргануудые харуулна. Одоной тэмдэг W + OS эмшэлгэ ба W + W хяналтын хоорондо удха шанартай илгаа бии гэжэ харуулна (хос илгаануудта Student-ай t-тестын түлөө, *P<0.05, **P<0.01 ба ***P<0.001). OPDA, 12-оксофитодиеновой хүшэлтүрэгшэ; OPC-8: 0,3-оксо-2(2′(Z)-пентенил)-циклопентан-1-октановой хүшэлтүрэгшэ.
Һүүлшын хубида бидэ элдэб ургамалай зүйлнүүдэй метаболомой хорхой шумуулнуудай зүйлнүүдэй тусхай шэнэлэлтэ ургамал эдидэг амитадта яажа эсэргүүсэхэ аргатайб гэжэ шэнжэлээбди. Урданай шэнжэлэлнүүд Nicotiana түрэлые онсолон тэмдэглэһэн байна. Тэдэнэй Ms ба авгалдайда эсэргүүсэл ехэ илгаатай (40). Эндэ бидэ энэ загбар болон тэдэнэй бодосой солилсооной уян хатан байдалай хоорондохи холбоое шэнжэлээбди. Дээрэхи дүрбэн тамхинай зүйлнүүдые хэрэглэн, ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн метаболомой олон янза байдал ба мэргэжэлэй хоорондохи холбоое туршажа, ургамалай Ms ба Sl-дэ эсэргүүсэлые туршаад, бидэ Sl All-да эсэргүүсэл, олон янза байдал ба мэргэжэлжүүлгэ эерэгээр холбоотой гэжэ олообди, харин мэргэжэлтэ эхэнэрнүүдтэ эсэргүүсэл ба мэргэжэлэй хоорондохи холбоо сула, Sl-тэй олон янза байдал холбоо удха шанартай бэшэ (Зураг 10). S1 эсэргүүсэлэй талаар, урид JA дохёо дамжуулха хэмжээ болон метаболомой уян хатан байдалые харуулһан һула N. chinensis ба N. gracilis хоюулаа ургамал эдидэг амитадай үүсхэлдэ тон илгаатай харюутай байгаа, тиихэдэ тэдэ адли үндэр эсэргүүсэл харуулһан байна. Секс.
Һүүлшын жаран жэлэй туршада ургамалай хамгаалгын онол онол үндэһэ һууриие үгэһэн, тэрээн дээрэ үндэһэлжэ шэнжэлэгшэд ургамалай тусхай метаболитуудай нилээд олон тооной хубисхал ба үйлэ ажаллалгые уридшалан хэлэһэн байна. Эдэ онолнуудай ехэнхинь бата бэхи дүгнэлтын ёһотой журамые баримталдаггүй (41). Тэдэнэр шэнжэлэлгын нэгэ хэмжээндэ гол уридшалан мэдээсэлнүүдые (3) дурадхана. Гол уридшалан хэлэлгын туршалга тусхай онолнуудые шэнжэлхэ боломжо олгоходо, энэнь һалбари урагшаа дабшана. Дэмжэгдэхэ, харин бусадые үгы хэхэ (42). Харин шэнэ онол шэнжэлэлгын элдэб хэмжээндэ уридшалан мэдээсэл үгэжэ, тодорхойлолтын бодолгын шэнэ дабхаргые нэмэнэ (42). Гэбэшье, функциональна хэмжээндэ дурадхагдаһан хоёр онол, MT ба OD, ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн тусхай бодосой солилсооной хубилалтануудые шухала уридшалан мэдэгдэхэ гэжэ амархан тайлбарилжа болоно: OD онол тусхай бодосой солилсооной “орон зайн” хубилалтанууд үндэр шэглэлтэй гэжэ үзэдэг. MT онол эдэ хубилалтанууд шэглэлгүй, бодосой солилсооной орон зайда санамсаргүй байрлаха ба үндэр хамгаалха сэнтэй метаболитуудтай байха хандалгатай гэжэ үзэдэг. OD ба MT уридшалан хэлэлгын урданай шэнжэлэлнүүдые априори “хамгаалха” нэгэдэлнүүдэй нариихан багтаамжа хэрэглэн туршаһан байна. Эдэ метаболит-түбтэй туршалганууд ургамал эдихэ үедэ метаболомой шэнэшлэлэй хэмжээ ба замые шэнжэлхэ арга боломжые хориглодог ба ургамалай метаболомой хубилалтануудые бүхэлидөө абажа болохо гол уридшалан мэдээсэлнүүдые шаардаха тогтомол статистикын хүреэндэ туршалга хэхэ боломжо олгодоггүй. Эндэ бидэ тоосоолхо MS-дэ үндэһэлһэн метаболомикын шэнэ оньһото технологиие хэрэглэжэ, дэлхэйн метаболомикын хэмжээндэ дурадхагдаһан хоёрой хоорондохи илгаае туршахын тулада мэдээсэлэй онолой тодорхойлогшодой ниитэ валюта соо деконволюционно MS шэнжэлэл хээбди. Энэ онолой гол уридшалан хэлэлгэ. Мэдээсэлэй онол олон һалбаринуудта хэрэглэгдэдэг, илангаяа биологическа олон янза байдал ба тэжээлэй гүйдэлэй шэнжэлэлгын оршон байдалда (43). Гэбэшье, манай мэдэһээр, энэ хадаа ургамалай бодосой солилсооной мэдээсэлэй орон зайе тодорхойлхо ба оршон тойроной дохёонуудта харюусаһан саг зуурын бодосой солилсооной хубилалтануудтай холбоотой экологиин асуудалнуудые шиидхэхэ хэрэгсэл болоно. Тодорхойгоор хэлэбэл, энэ аргын шадабаринь ургамалай зүйлнүүдэй хоорондохи болон хоорондын хэб маягые зэргэсүүлжэ, үбһэн эдидэг амитад ондо ондоо зүйлнүүдһээ янза бүриин хубисхалай хэмжээндэ зүйлнүүд хоорондын макроэволюционно хэб маягта яажа хубилһан тухай шэнжэлхэ шадабарида оршодог. Бодосой солилсоо.
Гол бүридүүлэгшэ шэнжэлэл (PCA) олон янзын мэдээсэлэй багцые хэмжээнэй багадхаха орон зай болгон хубилгадаг тула мэдээсэлэй гол шэглэлые тайлбарилжа болоно, тиимэһээ энэнь мэдээсэлэй багцые шэнжэлхэ шэнжэлэлгын арга болгон хэрэглэгдэдэг, жэшээнь деконволюциин метаболом. Гэбэшье, хэмжээнэй багадхал мэдээсэлэй багта мэдээсэлэй агуулгын нэгэ хубиие алдаха ба PCA экологиин онолдо онсогой хамаатай шэнжэ шанарнууд тухай тоогой мэдээсэл үгэжэ шадахагүй, жэшээнь: ургамал эдидэг амитад тусхай һалбаринуудта (жэшээнь, баялиг, тархалта) ба элбэг дэлбэг байдал) метаболитуудта олон янза байдалые яажа дахин тохируулдаг бэ? Ямар метаболитууд ургамал эдидэг амитанай үүсхэгдэһэн байдалые уридшалан мэдэдэг бэ? Онсогой байдал, олон янза байдал ба үүсхэгдэхэ шадабариин үүдэнһээ харабал, набшаһанай тусхай метаболит профилиин мэдээсэлэй агуулгые задалжа, ургамал эдидэг амитадые эдихэ нь тусхай бодосой солилсоое эдэбхижүүлжэ шадаха гэжэ элирүүлэгдэнэ. Хүлеэгдээгүйгөөр, бэелүүлэгдэһэн мэдээсэлэй онолой үзүүлэлтэдэ тодорхойлһон ёһоор, хоёр ургамал эдидэг амитадай (һүниин тэжээлтэй генералист Sl) ба Solanaceae мэргэжэлтэн Ms.-эй добтолһоной һүүлдэ үрэ дүнтэй бодосой солилсооной байдал ехээр дабхардадаг гэжэ бидэ ажаглаабди. Хэдыгээр тэдэнэй эдеэлхэ абари зан ба концентрацинь нилээд илгаатай. OS-дэ тоһон хүшэлтүрэгшэ-аминохүшэлтүрэгшын конъюгат (FAC) үүсхэгшэ (31). Стандартизацилагдаһан хадхаха шархануудые эмшэлхын тулада ургамал эдидэг амитадай OS хэрэглэжэ, ургамал эдидэг амитадай эмнэлгэ баһал адлирхуу шэнжэ харуулһан байна. Ургамалай ургамал эдидэг амитадай добтололгодо харюу үгэхэ стандартизацилагдаһан энэ журам ургамал эдидэг амитадай эдеэлхэ абари зангай хубилалтаһаа үүдэһэн элдэб янзын сагта элдэб хэмжээнэй хохидолдо хүргэдэг һандаргадаг хүшэлтүрэгшэдые усадхадаг (34). OSM-эй гол шалтагаан гэжэ мэдээжэ FAC OSS1-дэхи JAS болон бусад ургамалай гормоной харюунуудые багадхадаг, харин OSS1 хэдэн зуугаад дахин багадхадаг (31). Гэбэшье, OSS1 OSM-тэй харисуулхада JA-гай хуримталалгын адли хэмжээе үүсхэһэн байна. Суларһан Непентесын JA харюу OSM-дэ ехэ мэдрэмтгий гэжэ уридшалан харуулагдаһан, эндэ FAC 1:1000 уһаар шэлжүүлһэншье һаа эдэбхитэй байдалые хадгалжа шададаг (44). Тиимэһээ OSM-тэй харисуулхада, OSS1-дэхи FAC тон багашье һаа, хангалтатай JA-гай дэлбэрэлтые үүсхэхэд хангалтатай. Урдахи шэнжэлэлнүүдэй дүнгөөр ​​порин шэнги уурагуудые (45) ба олигосахаридуудые (46) OSS1-дэ ургамалай хамгаалха харюунуудые үүсхэхэ молекулярна заабари болгон хэрэглэжэ болоно. Гэбэшье, OSS1-дэхи эдэ элициторнууд мүнөөнэй шэнжэлэлгын үедэ ажаглагдаһан JA-гай хуримталалые харюусаха гү, али үгынь үшөөл тодорхой бэшэ.
Хэдыгээр ондо ондоо ургамал эдидэг амитадай гү, али экзогеннэ JA гү, али SA (салицилай хүшэлтүрэгшэ) хэрэглэхэһээ үүдэһэн бодосой солилсооной илгаатай хуруунай мүрнүүдые тодорхойлһон шэнжэлэлнүүд үсөөншье һаа (47), ургамал эдидэг амитадай зүйлэй тусхай һандаралые хэншье һандаргаагүй. хубиин мэдээсэл. Энэ шэнжэлэлгэ JA-һаа бусад ургамалай гормонуудтай дотоодо гормоной сүлжээнэй холбоо ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн бодосой солилсооной дахин эмхидхэлэй онсо шэнжые бүрилдүүлдэг гэжэ саашань баталаа. Тодорхойгоор хэлэбэл, OSM-һээ үүдэһэн ET OSS1-һээ үүдэһэнһээ мэдэгдэхүйсэ ехэ байгаа гэжэ бидэ элирүүлээбди. Энэ горим OSM-дэхи FAC-эй үлүү ехэ агуулгатай тааруу, энэнь ET-эй дэлбэрэлтые үүсхэхэ хэрэгтэй ба хангалтатай нөхцөл юм (48). Ургамалай ба ургамал эдидэг амитадай хоорондохи харилсан үйлэшэлэлэй оршон байдалда ургамалай тусхай метаболит динамикын ET-эй дохёо үгэхэ үүргэ үшөөл үсөөн болоод гансал нэгэ нэгэдэл бүлэгтэ зорюулагдана. Нэмэжэ хэлэхэдэ, ехэнхи шэнжэлэлнүүд ЭТ-эй зохисуулалтые шэнжэлхын тулада ЭТ-эй гү, али тэрэнэй уридшалан үүсхэгшэдые гү, али элдэб дарангылагшадые экзоген хэрэглэлгэ хэрэглэһэн байна, энэ тоодо эдэ экзоген химиин хэрэглэлгэнүүд олон тусхай бэшэ гажуудалнуудые үүсхэхэ. Манай мэдэһээр, энэ шэнжэлэлгэ ургамалай метаболомой динамикые зохисуулхын тулада гажуудалтай трансген ургамалнуудые үйлэдбэрилхэ ба ойлгохын тулада ЭТ-ые хэрэглэхэдээ ЭТ-эй үүргэ тухай түрүүшын томо хэмжээнэй системэтэй шэнжэлэлгэ болоно. Ургамалай эдеэнэй тусхай ET үүсхэл эгээ һүүлдэ метаболомой харюуе хубилжа шадаха. Эгээн шухалань ET биосинтезэй (ACO) ба ойлголтын (ETR1) генүүдэй трансгеннэ манипуляци болоод энэнь ургамал эдидэг амитадай тусхай de novo феноламидуудай хуримталалые элирүүлһэн байна. ЭТ путресцин N-метилтрансферазые зохисуулха замаар JA-ээр үүсхэгдэһэн никотин хуримталалые нарин тааруулха аргатай гэжэ урид харуулагдаһан байна (49). Гэбэшье, механикын үүдэнһээ харабал, ЭТ фенамидай үүсхэлые яажа нарин тааруулдаг бэ гэжэ тодорхой бэшэ. ЭТ-эй дохёо дамжуулха үүргэһээ гадна, полиаминофенол амидуудта хандиб оруулалгые зохисуулха зорилгоор бодосой солилсооной гүйдэлые S-аденозил-1-метионин руу шэлжүүлжэ болоно. S-аденозил-1-метионин хадаа ET ба полиамин биосинтезэй замда ниитэ дундажа зүйл юм. ЭТ дохиной феноламидай хэмжээе зохисуулдаг механизмые саашань шэнжэлхэ хэрэгтэй.
Удаан хугасаанай туршада, мэдэгдээгүй бүтэсэтэй тусхай метаболитнуудай олон байһанһаа боложо, тусхай бодосой солилсооной ангилалнуудта анхарал хандуулһаниинь биологическа харилсан үйлэшэлэлэй һүүлдэ бодосой солилсооной олон янза байдалай саг хугасаанай хубилалтые хатуу сэгнэжэ шадаагүй. Мүнөө үедэ мэдээсэлэй онолой шэнжэлэл дээрэ үндэһэлэн, үнэн сэхэ метаболитууд дээрэ үндэһэлһэн MS/MS спектр абаха гол үрэ дүн гэхэдэ, ургамал эдидэг амитадые эдидэг гү, али дууряажа байһан ургамал эдидэг амитад набшаһанай метаболомой ниитэ бодосой солилсооной олон янза байдалые багадхажа, мэргэжэлэй хэмжээе нэмэгдүүлжэ байна. Ургамалай амитадай үүдхэһэн метаболомой онсогой байдалай энэ саг зуурын нэмэгдэл транскриптомой онсогой байдалай синергическэ нэмэгдэлтэй холбоотой. Энэ томо метаболомой мэргэжэлжүүлгэдэ (Si үндэр сэнтэй) эгээн ехэ хубитаяа оруулдаг онсо шэнжэнь урид тодорхойлогдоһон ургамал эдидэг үүргэтэй тусхай метаболит юм. Энэ загбар OD онолой уридшалан хэлэлгэтэй тааруу, харин метаболомой дахин программировалгын санамсаргүй байдалтай холбоотой MT-эй уридшалан хэлэлгэ тааруу бэшэ. Гэбэшье, энэ мэдээнүүд холимог загбарай уридшалан мэдээсэлтэй (эгээл һайн МТ; Зураг 1В) тааруу байна, юундэб гэхэдэ бусад тодорхойлогдоогүй хамгаалха үүргэтэй метаболитууд үшөөл санамсаргүй Si хубаариие дахажа магадгүй.
Энэ шэнжэлэлгын саашадаа тэмдэглэһэн дүрим гэхэдэ, микро-хубисхалай хэмжээнһээ (нэгэ ургамал ба тамхинай популяци) эхилээд, томо хубисхалай хэмжээн хүрэтэр (нягта холбоотой тамхинай зүйлнүүд) хубисхалай эмхидхэлэй ондо ондоо хэмжээнүүд “эгээл һайн хамгаалалгада” байна. Ургамалай амитадай шадабарида үндэр илгаанууд бии. Мур ба бусад (20) ба Кесслер ба Калске (1) бэеэ дааһан аргаар Уиттакерэй (50) илгаруулһан биологиин олон янза байдалай гурбан функциональна хэмжээе химиин олон янза байдалай бүридүүлэгшэ ба үүсхэгдэһэн саг хугасаанай хубилалтануудта хубилгаха тухай дурадхал оруулһан; эдэ авторнууд тобшолол хээгүй Томо хэмжээнэй метаболомой мэдээсэл суглуулха журамууд эдэ мэдээсэлнүүдһээ бодосой солилсооной олон янза байдалые яажа тоосохо тухай тодорхойлногүй. Энэ шэнжэлэлгын үедэ Уиттакерэй функциональна ангилалда багахан тааруулга хэхэдээ α-метаболическа олон янза байдалые үгтэһэн ургамалай MS/MS спектрнүүдэй олон янза байдал гэжэ үзэхэ, β-метаболическа олон янза байдалые популяцинуудай бүлэгэй үндэһэн дотоодын бодосой солилсоо гэжэ үзэхэ.
JA дохи ургамал эдидэг амитадай бодосой солилсооной үргэн дэлисэтэй харюунуудта шухала. Гэбэшье, JA биосинтезэй дотоодын зүйлэй зохисуулгын метаболомой олон янза байдалда оруулһан хубита тухай хатуу тоогой туршалга үгы, тиигээд JA дохио үндэр макроэволюционно хэмжээндэ стрессһээ үүдэһэн бодосой солилсооной олон янза байдалай ниитэ газар гү гэжэ үшөөл ойлгогдохогүй байна. Nepenthes herbivorous-ай ургамал эдидэг шэнжэнь метаболомой мэргэжэлжүүлгэ үүсхэнэ гэжэ бидэ ажаглаабди, тиигээд Nicotiana зүйлэй популяци дотор болон дүтэ холбоотой Nicotiana зүйлнүүдэй дунда метаболомой мэргэжэлэй хубилалта JA дохёо үгэхэтэй системэтэйгээр эерэгээр холбоотой байдаг. Нэмэжэ хэлэхэдэ, JA дохёо доройтоходо, нэгэ генотипэй ургамал эдидэг амитанай үүсхэһэн бодосой солилсооной онсо шэнжэ болюулагдаха (Зураг 3, С ба Е). Байгаалиин аргаар сула болоһон Nepenthes популяцинуудай бодосой солилсооной спектрэй хубилалтанууд ехэнхидээ тоогой шэнжэтэй тула энэ шэнжэлэлгын бодосой солилсооной β олон янза байдал ба онсогой байдалай хубилалтанууд ехэнхидээ бодосой солилсооной баялигтай нэгэдэлэй категориинуудай хүсэтэй һэдэлгэһээ боложо магадгүй. Эдэ нэгэдэлэй ангинууд метаболомой профилиин нэгэ хубиие давамгайлжа, JA дохинуудтай һайн харилсаанда хүргэдэг.
Тэрээнтэй нягта холбоотой тамхинай зүйлэй биохимиин механизмууд тон илгаатай тула метаболитууд шанарай талаар тусхайтаар тодорхойлогдодог тула энэнь илүү шэнжэлэлгын удхатай. Мэдээсэлэй онолой абтаһан бодосой солилсооной профиль болбосоруулхада ургамал эдидэг амитадай үүсхэл бодосой солилсооной гамма олон янза байдал ба мэргэжэлэй хоорондохи солилсоое улам шангадхадаг гэжэ элирүүлнэ. JA дохёо энэ солилсоондо гол үүргэ дүүргэнэ. Метаболомой мэргэжэлэй нэмэгдэл гол OD уридшалан мэдээсэлтэй тааруу, JA дохёотой эерэгээр холбоотой, харин JA дохёо метаболическа гамма олон янза байдалтай сүлөөтэй холбоотой. Эдэ загбарнууд ургамалай OD багтаамжа гол түлэб JA-гай уян хатан байдалаар тодорхойлогдодог гэжэ харуулна, энэнь микроэволюциин хэмжээндэ гү, али томо хубисхалай хэмжээндэ гү. JA-гай биосинтезэй гажигые тойроһон экзогеннэ JA-гай хэрэглэлгын туршалганууд нягта холбоотой тамхинай зүйлнүүдые JA-гай арга болон ургамал эдидэг амитадай үүсхэһэн метаболомой пластичностьтой адли дохёо харюусадаг ба дохёо харюусадаггүй зүйлнүүд гэжэ илгаруулха аргатай гэжэ саашань элирүүлнэ. Дохи үгэхэгүй зүйлнүүд эндогеннэ JA үйлэдбэрилхэ аргагүй байһанһаа боложо харюу үгэхэ аргагүй, тиимэһээ физиологиин хизаарлалтада ородог. Энэнь JA дохёо дамжуулха замда (N. crescens-да AOS ба JAR4) зарим гол генүүдэй мутациһаа боложо магадгүй. Энэ дүнгөөр ​​эдэ зүйлнүүд хоорондын макроэволюционно хэбүүд гол түлэб дотоодо гормоной ойлголто ба харюугай хубилалтануудһаа үүдэлтэй байжа болохо гэжэ онсолно.
Ургамалай болон ургамал эдидэг амитадай хоорондохи харилсан үйлэшэлэлгэһээ гадна, бодосой солилсооной олон янза байдалые шэнжэлэлгэ оршон тойронхи байгаалида биологическа дабшалта болон комплексно фенотипическэ шэнжэнүүдэй хубисхал шэнжэлэлгын бүхы шухала онол дэбжэлтэтэй холбоотой. Оршон үеын MS хэрэгсэлнүүдээр абаһан мэдээсэлэй хэмжээн нэмэгдэжэ байхада, бодосой солилсооной олон янза байдал тухай таамаглалые туршалга мүнөө хүнэй/ангилал бодосой солилсооной илгаае дабажа, хүлеэгдээгүй хэб маягые элирүүлхын тулада дэлхэйн шэнжэлэл хэжэ болоно. Томо хэмжээнэй шэнжэлэлгын ябасада шухала метафора хадаа мэдээсэл шэнжэлхэ хэрэгсэл болохо удхатай картануудые зохёохо тухай бодол болоно. Тиимэһээ, MS/MS-эй үнэн сэхэ бэшэ метаболомикын ба мэдээсэлэй онолой мүнөөнэй хослолой шухала үрэ дүн гэхэдэ, энэнь ондо ондоо таксономическа хэмжээндэ бодосой солилсооной олон янза байдалые харахын тулада карта бүтээхэ хэрэгсэл болохо энгын хэмжүүрые үгэнэ. Энэ аргын юрэнхы эрилтэ болоно. Микро/макро хубисхал ба ниитын экологи шудалал.
Макро-хубисхалай хэмжээндэ Эрлих ба Рейвенэй (51) ургамал-хорхой шумуулнуудай хамтын хубисхалай онолой гол удхань зүйлнүүд хоорондын бодосой солилсооной олон янза байдалай хубилалта ургамалай уг гарбалай олон янза байдалай шалтагаан болоно гэжэ уридшалан хэлэхэ болоно. Гэбэшье, энэ үрэ дүнтэй ажал хэблэгдэһэнһээ хойшо табин жэлэй туршада энэ таамаглал хомор туршагдаһан байна (52). Энэнь ехэнхидээ холын зайн ургамалай уг гарбалай хоорондохи адлирхуу бодосой солилсооной шэнжэ шанарай филогенетическэ шэнжэ шанарһаа болоно. Хоморой зүйлые зорилготой шэнжэлэлгын аргануудые баталхада хэрэглэжэ болоно. Мэдээсэлэй онолоор болбосоруулагдаһан мүнөөнэй MS/MS ажалай урсалга мэдэгдээгүй метаболитнуудай MS/MS бүтэсэтэй адлирхуу байдалые тодорхойлно (уридшалан метаболит шэлэхэгүйгөөр) ба эдэ MS/MS-үүдые MS/MS-эй багта хубилгадаг, тиимэһээ мэргэжэлтэ бодосой солилсоондо Эдэ макро-хубисхалай загбарнуудые ангилалгын хэмжээндэ зэргэсүүлдэг. Энгын статистикын үзүүлэлтэд. Энэ үйлэ ябаса филогенетическэ шэнжэлэлтэй адли, энэнь уридшалан мэдэгдэхэгүйгөөр олон янза болгохо гү, али шэнжэ шанарай хубисхалай хурдые тодорхойлхын тулада дараалал тэгшэлгэ хэрэглэжэ болоно.
Биохимиин хэмжээндэ Фирн ба Джонсын (53) шалгаха таамаглалай ёһоор, урдань холбоогүй гү, али һэлгэгдэһэн метаболитнуудай биологическа үйлэ ажаллалгые бэелүүлхэ түүхэй эд үгэхэ зорилгоор бодосой солилсооной олон янза байдал ондо ондоо хэмжээндэ хадгалагдадаг. Мэдээсэлэй онолой арганууд эдэ метаболит-тодорхой хубисхалай шэлжэлтые дурадхагдаһан хубисхалай шалгаха үйлэ ябасада тодорхойлжо болохо хүрээе үгэнэ: бага тусхайһаа үндэр тусхайта биологическа эдэбхитэй дабшалта Тодорхой оршоной дарагдаһан метаболитууд.
Бүхыдөө, молекулярна биологиин эхин үедэ ургамалай хамгаалха шухала онолнуудые зохёон бүтээһэн болоод дедуктивна таамаглал дээрэ үндэһэлһэн аргануудые эрдэм ухаанай хүгжэлэй ори ганса арга гэжэ үргэнөөр үзэдэг. Энэнь ехэнхидээ бүхы метаболомые хэмжэхэ техническэ хизаарлалтаһаа болоно. Хэдыгээр таамаглал дээрэ үндэһэлһэн арганууд бусад шалтагаанай механизмуудые шэлэхэдээ онсогой хэрэгтэйшье һаа, тэдэнэй биохимиин сүлжээнүүд тухай ойлголтые дээшэлүүлхэ шадабаринь мүнөө үеын мэдээсэл ехэтэй эрдэм ухаанай тоосоолхо аргануудһаа үлүү хизаарлагдамал байна. Тиимэһээ уридшалан хэлэжэ шадахагүй онолнууд байгаа мэдээсэлэй хүреэлэнһээ холо байдаг тула шэнжэлэлгын һалбарида хүгжэлэй гипотетическэ томьёо/туршалгын циклые усадхаха аргагүй (4). Эндэ нэбтэрүүлһэн метаболомикын тоосоолхо ажалай урсалга бодосой солилсооной олон янза байдалай һаяын (яажа) ба һүүлшын (юундэ) асуудалнуудта һонирхол һэргээжэ, онол аргаар ударидаһан мэдээсэлэй эрдэмэй шэнэ эриндэ хубитаяа оруулха аргатай гэжэ бидэ уридшалан харанабди. Энэ үе урда үеынхидые һэдэб болгоһон шухала онолнуудые дахин шэнжэлһэн байна.
Ургамалай амитадые шууд тэжээхэ гээшэ нэгэ сарнайн сэсэглэһэн ургамалай нэгэ шаргал үнгэтэй лонхоной ургамалай набшаһан дээрэ хоёрдохи шатадахи үрэһэ гү, али Sl үрэһэ үргэжэ, ургамал бүхэндэ 10 ургамалай дабталгатайгаар үнгэргэгдэдэг. Хорхой шумуулнуудай авгалдайе зажимаар хабшажа, үлэһэн набшаһанай эдые халдабариин һүүлдэ 24 ба 72 часай үнгэрһэн хойно суглуулжа, түргэн хүлдүүлжэ, метаболитнуудые гаргажа абаһан байна.
Ургамалай эдеэнэй эмнэлгэ ехэ синхронно аргаар дууряаха. Аргань гэхэдэ, нэхэмэлэй хэб маягай хүрдэнүүдые хэрэглэн, нэхэмэлэй гирлянда ургаха үедэ ургамалай гурбан дүүрэн дэлгэрһэн набшаһанай дунда һүүлэй тала бүхэндэ гурбан мүр хадхажа, тэрэл дороо 1:5 Diluted Ms. гү, али бээлэйтэй хургаараа хадхаһан шарха руу S1 OS оруулха. Дээрэ хэлэгдэһэнэй ёһоор набшаһа хуряажа болбосоруулха. Анханай метаболитуудые ба ургамалай гормонуудые гаргахын тулада урид тодорхойлһон арга хэрэглэхэ (54).
Экзогеннэ JA хэрэглэхэдээ, зүйл бүхэнэй зургаан сарнай сэсэглэхэ ургамал бүхэнэй гурбан үрэтэй набшаһадые 150μg MeJA (Lan + MeJA) агуулһан 20μl ланолинай пастаар, 20μl ланолин нэмэжэ шарха эмшэлгэ (Lan + W)-ээр эмшэлнэ, али 20μl сэбэр ланолиниие хяналтын аргаар хэрэглэнэ. Набшаһадые эмшэлһэнһээ хойшо 72 часай үнгэрһэн хойно хуряажа, шэнгэн азот соо гэнтэ хүлдүүлжэ, хэрэглэхэ болотор -80°C температурада хадагалһан байна.
Манай шэнжэлэлгын бүлэгтэ irAOC (36), irCOI1 (55), irACO ба sETR1 (48) гэһэн дүрбэн JA ба ET трансгеннэ шугамууд элирүүлэгдээ. irAOC JA ба JA-Ile хэмжээнэй бууралтые ехээр харуулһан болобошье irCOI1 JA-да мэдрэмтгий бэшэ байгаа. EV-тэй харисуулхада, JA-Ile хуримталал нэмэгдэбэ. Үшөө тиихэдэ irACO ET-эй үйлэдбэрилэлые багадхаха ба EV-тэй харисуулхада, ET-дэ мэдрэмтгий бэшэ sETR1 ET-эй үйлэдбэрилэлые нэмэгдүүлхэ.
Фотоакустическа лазер спектрометр (Sensor Sense ETD-300 real-time ET sensor) ET хэмжүүрые нэбтэрүүлхэгүйгөөр хэхэ хэрэгсэл болоно. Эмшэлгын һүүлдэ дары хахад набшаһадые тайража, 4 мл-эй лацдаһан шэл амһарта соо оруулаад, толгойн зайе 5 часай дотор суглуулха боломжо олгобо. Хэмжээлгын үедэ флакон бүхэниие 8 минутын туршада 2 литр/сагай сэбэр агаараар угаажа, энэнь урид Sensor Sense-эй үгэһэн катализатораар CO2 ба уһа зайлуулһан байгаа.
Микрочипэй мэдээсэл анхандаа (35)-да хэблэгдэһэн ба Үндэһэтэнэй Биотехнологиин Мэдээсэлэй Түбэй (NCBI) Генэй илгаралгын үргэн дэлисэтэй мэдээсэлэй сан соо (нэбтэрүүлгын дугаар GSE30287) хадагалагдаһан байна. Энэ шэнжэлэлгын тулада W + OSMs эмшэлгэ болон гэмтээгүй хяналтын үрэ дүндэ үүсхэгдэһэн набшаһадта таараһан мэдээсэлнүүдые гаргажа абаһан байна. Түүхэй эршэм хүсэн log2. Статистикын шэнжэлэлгын урда тээ үндэһэн зурлаа R программын багтаамжа хэрэглэн хубилгагдажа, 75-дахи хубидань нормализацилагдаһан байна.
Nicotiana зүйлэй анханай РНК-секвенированиин (RNA-seq) мэдээсэл NCBI Short Reading Archives (SRA)-һаа абтаһан, түсэлэй дугаар PRJNA301787, энээн тухай Zhou et al мэдээсэһэн байна. (39) ба (56)-да тодорхойлһон ёһоороо үргэлжэлүүлхэ. Энэ шэнжэлэлгын үедэ Nicotiana зүйлнүүдтэ таараһан W + W, W + OSM ба W + OSS1-ээр болбосоруулһан түүхэй мэдээсэлнүүдые шэнжэлхэ зорилгоор шэлэжэ, иимэ аргаар болбосоруулһан байна: Нэгэдэхеэр, түүхэй RNA-seq уншалгануудые FASTQ формат руу хубилгаа. HISAT2 FASTQ-ые SAM болгодог, харин SAMtools SAM файлнуудые BAM файлнуудта хубилгадаг. StringTie генэй илгаралые тоосоходо хэрэглэгдэдэг ба тэрэнэй илгаралгын аргань сая дараалалтай транскрипциин фрагмент бүхэндэ мянган һууриин фрагмент бүхэндэ фрагмент байдаг.
Шэнжэлэлгын үедэ хэрэглэгдэһэн Acclaim хроматографиин колонко (150 мм x 2.1 мм; хэһэгэй хэмжээ 2.2μm) ба 4 мм x 4 мм харуулай колонко адли материалһаа бүридэнэ. Dionex UltiMate 3000 Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) системэдэ иимэ хоёртын градиент хэрэглэгдэдэг: 0-һоо 0.5 минута хүрэтэр, изократическа 90% А [деионизированна уһан, 0.1% (v/v) ацетонитрил ба 0.05% мэрээшэнэй хүшэлтүрэгшэ], 100% ба цетонитрил 0.05% мэрээшэнэй хүшэлтүрэгшэ); 0.5-һаа 23.5 минута хүрэтэр, градиент үе 10% А ба 90% В, тус тус; 23.5-һаа 25 минута хүрэтэр, изократ 10% А ба 90% В. Урдалай хурдадхал 400μl/мин. Бүхы MS шэнжэлэлнүүдтэ колонкын элюентые эерэг ионизациин горимоор хүдэлдэг электрошүршүүрэй эхитэй (капилляр хүшэлтүрэгшэ, 4500 В; капилляр гараха 130 В; хатааха температура 200°C; хатааха агаарай гүйдэл 10 литр/мин) квадруполь ба ниидэхэ саг (qTOF) анализаторта оруулха.
Ниитэ илгарха бодосой солилсооной профиль тухай бүтэсэ мэдээсэл абахын тулада мэдээсэлһээ хамаагүй гү, али илгархагүй MS / MS фрагмент шэнжэлэл (удаадахи MS / MS гэжэ нэрлэгдэхэ) хэхэ. Ялгабаригүй MS/MS аргын ойлгосо квадруполь маша ехэ масса тусгаарлаха сонхотой [тиимэһээ бүхы масса-зарядай харисаа (m/z) дохионуудые хэһэгүүд гэжэ үзэхэ]. Энэ шалтагаанаар, Impact II хэрэгсэл CE хазайлтые бии болгожо шадаагүй ушарһаа, хэд хэдэн бэеэ дааһан шэнжэлэлнүүдые нэмэгдэһэн мүргэлдөөнһөө үүдэһэн диссоциациин мүргэлдөөнэй энергиин (CE) сэнгүүдые хэрэглэн хэгдэһэн байна. Тобшохоноор хэлэбэл, нэн түрүүн дээжые UHPLC-электроспрей ионизациин/qTOF-MS-ээр нэгэ масс-спектрометриин горимоор (эхин доторхи хубаариин үүдхэһэн бага хубаариин байдал) хэрэглэн, m/z 50-һаа 1500 хүрэтэр 5 Гц дабталгын дабтамжаар сканерлажа шэнжэлхэ. MS/MS шэнжэлэлгын түлөө азотые мүргэлдэхэ хии болгон хэрэглэжэ, иимэ дүрбэн ондо ондоо мүргэлдөөнһөө үүдэһэн диссоциациин хүшэлтүрэгшэдэ бэеэ дааһан хэмжүүрнүүдые хэхэ: 20, 30, 40, ба 50 эВ. Хэмжээлгын бүхы ябасада квадруполь эгээн томо массын тусгаарлалтатай, m/z 50-һаа 1500 хүрэтэр. Урда бэеын m/z ба тусгаарлалгын үргэн туршалга 200-да тохируулагдахада, массын диапазон хэрэгсэлэй үйлэдбэрилэлэй программна хангамжаар автоматаар эдэбхижүүлэгдэдэг ба 0 Da. Нэгэ массай горимдо шэнги массай хэһэгүүдые шалгаха. Массай шалгалтада натрийн формиат (50 мл изопропанол, 200 мкл мэрээшэнэй хүшэлтүрэгшэ ба 1 мл 1М NaOH уһанай урасхал) хэрэглэхэ. Брукерэй үндэр нарин шалгалта хэхэ алгоритмые хэрэглэн, мэдээсэлэй файл тодорхой хугасаанай туршада дунда зэргын спектрые ашаглаһанай һүүлдэ шалгалта хэгдэнэ. Data Analysis v4.0 программын (Brook Dalton, Bremen, Germany) экспортын функциие хэрэглэн, түүхэй мэдээсэлэй файлнуудые NetCDF формат руу хубилгаха. MS/MS мэдээсэлэй багтаамжа MetaboLights (www.ebi.ac.uk) нээлтэтэ метаболомикын мэдээсэлэй сан соо нэбтэрэлгын дугаартайгаар хадагалагдаһан байна. MTBLS1471.
MS/MS суглуулбариие MS1 ба MS/MS шанарай дохёонуудай хоорондохи корреляциин шэнжэлэлээр бага ба ехэ мүргэлдэхэ энерги болон шэнэ бэелүүлэгдэһэн дүримүүдээр бэелүүлжэ болоно. R скрипт бүтээгдэхүүнэй урданай хубаариин корреляциин шэнжэлэлые бэелүүлхын тулада хэрэглэгдэдэг, харин C# скрипт (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) дүримүүдые бэелүүлхын тулада хэрэглэгдэдэг.
Ара шууяанһаа үүдэһэн худал эерэг алдуунуудые ба үсөөхэн дээжэдэ тодорхой m/z шэнжэнүүдые элирүүлһэнһээ үүдэһэн худал корреляциие бага болгохын тулада бидэ R багтаамжын “дүүрэн орьёл” функциие хэрэглэнэбди XCMS (арын шууяан заһаха) “NA” (илгараагүй орьёл) эршэм хүсэниие һэлгэхэ хэрэгсэл болоно. Дүүргэхэ орьёлой функци хэрэглэхэдээ, мэдээсэлэй багта үшөө олон “0′′ эршэм хүсэнэй сэнгүүд бии, энэнь корреляциин тоосоололдо нүлөөлхэ. Удаань, бидэ дүүргэгдэһэн орьёлой функци хэрэглэхэдээ ба дүүргэгдэһэн орьёлой функци хэрэглэгдээгүй байхада абтаһан мэдээсэлэй болбосоруулгын дүнгүүдые зэргэсүүлнэбди, тиигээд дунда зэргын заһабарилагдаһан дээрэ үндэһэлжэ, 0′′ эршэм хүсэнэй сэнгүүдые һэлгэжэ, 0′′ эршэм хүсэнэй сэнгүүдые тоолонобди тоосоолһон үндэһэн сэн. Бидэ гансал үндэһэн сэнһээ гурба дахин ехэ эршэмтэй шэнжэнүүдые абажа, тэдэниие “үнэн орьёлнууд” гэжэ үзэбэбди. PCC тоосоололдо гансал дээжэ уридшалан бэлдэһэн (MS1) m/z дохёонууд болон дор хаяжа найман үнэн орьёлтой фрагментын мэдээсэлэй багтаамжануудые абажа үзэнэ.
Хэрбээ бүхы дээжэ соохи уридшалан шанарай шэнжэ шанарай эршэм хүсэн бага гү, али ехэ мүргэлдэхэ энергидэ дайрагдаһан адли шанарай шэнжэ шанарай эршэм хүсэнэй бууралгатай нягта холбоотой байгаад, энэ шэнжэ CAMERA-гаар изотопой орьёл гэжэ тэмдэглэгдээгүй байгаа һаань, энэнь саашадаа тодорхойлогдожо болоно. Удаань, 3 с дотор бүхы боломжотой уридшалан-бүтээгдэхүүнэй хосуудые тоосоолжо (орьёлой хадгалалтын саг хугасаанай сонхо), корреляциин шэнжэлэл хэгдэнэ. Гансал m/z сэн урданай сэнһээ бага байгаад, MS/MS-эй хубаагдал мэдээсэлэй багта дээжэ абаха газарта тэрэнэй гаралтай урданай сэнтэй адли байбал, энэнь хубаари гэжэ тоосогдодог.
Эдэ хоёр энгын дүримүүд дээрэ үндэһэлэн, бидэ тодорхойлогдоһон уридшалан тэмдэглэгшын m/z-һээ ехэ m/z сэнтэй зааһан хэһэгүүдые хаһадагбди, тиихэдэ уридшалан хэлэгдэһэн зүйлэй бии болоһон дээжэ байра болон зааһан хэһэг дээрэ үндэһэлэн. Мүн MS1 горимоор бии болоһон олон эхинэй фрагментнуудһаа бии болоһон шанар шэнжэнүүдые кандидат уридшалан бэлдэһэн зүйлнүүд болгон шэлэжэ, тиигэжэ үлүү MS/MS нэгэдэлнүүдые бии болгожо болоно. Энэ мэдээсэлэй үлүүтэй байдалые бага болгохын тулада, хэрбээ спектрнүүдэй NDP адлирхуу байдал 0.6-һаа дээшэ байгаа һаань, тэдэ CAMERA-гаар тэмдэглэгдэһэн “pcgroup” хроматограммада хамаардаг һаа, бидэ тэдэниие нэгэдхэхэбди. Һүүлдэнь, бидэ уридшалан үүсхэгшэ ба хэһэгүүдтэй холбоотой дүрбэн CE дүнгүүдые һүүлшын деконволюцилагдаһан ниилмэл спектртэ ниилүүлжэ, ондо ондоо мүргэлдөөнэй энергидэ адли m/z сэнтэй бүхы кандидат орьёлнуудай дундаһаа эгээл үндэр эршэмтэй орьёлые шэлэнэбди. Удаадахи болбосоруулгын алхамууд ниилмэл спектрэй ойлголто дээрэ үндэһэлжэ, хубаагдаха магадлалые дээгүүр болгохын тулада шаардагдаха ондо ондоо СЭ-эй байдалые хараадаа абанхай, юундэб гэхэдэ зарим хубаагдалнуудые гансал тодорхой мүргэлдэхэ энергиин доро элирүүлжэ болоно.
RDPI (30) бодосой солилсооной профилиин үүсхэгдэхэ шадабариие тоосоходо хэрэглэгдэбэ. Бодосой солилсооной спектрын олон янза байдал (Hj индекс) Мартинес болон бусадай тодорхойлһон иимэ тэгшэлгэ хэрэглэн MS/MS дабтамжын хубаариин Шенноной энтропиие хэрэглэн MS/MS уридшалан үүсхэгшэдэй элбэг байдалһаа гаралтай. (8). Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) эндэ Pij j-дэхи дээжэ соохи i-дэхи MS/MS-эй харисангы дабтамжада таарана (j = 1, 2,..., m) (i = 1, 2, ..., m) t).
Бодосой солилсооной онсогой байдал (Si индекс) гээшэ үгтэһэн MS/MS-эй илгаралгын адлирхуу байдалые үзэжэ байһан дээжэнүүдэй хоорондохи дабтамжатай холбоотойгоор тодорхойлно. MS/MS онсогой байдал Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi) гэжэ тоосогдодог
j дээжэ бүхэнэй метаболомой тусхай δj индексые хэмжэхэдээ иимэ томьёо хэрэглэжэ, MS/MS тусхай δj = ∑i = 1mPijSi дунда зэргые хэмжэхэ
MS/MS спектрнүүд хос хосоор тэгшэлэгдэһэн, адлирхуу байдал хоёр сэгнэлтэ дээрэ үндэһэлжэ тоосогдодог. Нэгэдэхеэр, стандарт NDP (мүн косинус корреляциин арга гэжэ нэрлэдэг) хэрэглэн, NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 спектрнүүдэй хоорондохи сегментэй адлирхуу байдалые сэгнэхэдээ иимэ тэгшэлгэ хэрэглэхэ, эндэ S1 ба S2. хоёр спектрэй хоорондохи i-дэхи ниитэ орьёлой илгаа 0.01 Да-һаа бага байхада орьёлой эршэм хүсэндэ үндэһэлһэн шэгнүүрые харуулна. Жин иимэ аргаар тоосогдодог: W = [орьёл эршэм хүсэн] m [шанар] n, m = 0.5, n = 2, MassBank-ай дурадхаһан ёһоор.
Хоёрдохи сэгнэлтын арга хэрэглэгдээ, энэнь MS/MS хоорондын хубаалсаһан NL шэнжэлэлгэ оролсоһон байна. Энэ зорилгоор бидэ MS-эй хубаариин үйлэ ябасада оло дахин дайралдадаг 52 NL жагсаалтые хамта хэрэглээбди, мүн сула болоһон Nepenthes зүйлэй хоёрдохи метаболитнуудай MS/MS спектрдэ урид аннотацилагдаһан илүү тусхай NL (S1 мэдээсэлэй файл) хэрэглээбди ( 9, 26). MS/MS бүхэндэ 1 ба 0-эй хоёртын вектор бүтээхэ, тус тусдаа зарим NL-эй мүнөөнэй ба үгытэй таараха. Евклидэй зайн адлирхуу байдал дээрэ үндэһэлэн, хоёртын NL вектор бүхэндэ NL адлирхуу байдалай сэгнэлтэ тоосогдодог.
Хоёр кластеризаци хэхэдээ, бидэ R багса DiffCoEx хэрэглээбди, энэнь Weighted Gene Co-expression Analysis (WGCNA) үргэдхэл дээрэ үндэһэлнэ. MS/MS спектрнүүдэй NDP ба NL сэгнэлтын матрицануудые хэрэглэн, бидэ харисуулан харилсан хамаарал матрицые тоолохын тулада DiffCoEx хэрэглээбди. Хоёртын кластеризаци хадаа “cutreeDynamic” параметрые method = “hybrid”, cutHeight = 0.9999, deepSplit = T, ба minClusterSize = 10 болгожо хэгдэдэг. DiffCoEx-эй R эхинэй кодые Tesson et al. нэмэлтэ файл 1-һээ татажа абаһан байна. (57); Хэрэгтэй R WGCNA программын багса https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA хаягаар олохо аргатайт.
MS/MS молекулярна сүлжээнэй шэнжэлэл хэхэ зорилгоор бидэ NDP ба NL адлирхуу түхэлнүүд дээрэ үндэһэлжэ хос спектральна холбоо тооложо, CyFilescape yFiles зураглал алгоритм үргэдхэлэй программын органическа зураглал хэрэглэн сүлжээнэй топологиие харуулхын тулада Cytoscape программна хангамжа хэрэглээбди.
Мэдээлэлэй статистикын шэнжэлэл хэхэдээ R 3.0.1 хубилалта хэрэглэхэ. Статистикын удха шанарые хоёр тээшээ дисперсиин шэнжэлэл (ANOVA) хэрэглэн сэгнэһэн, удаань Tukey-н үнэн сэхэ удха шанартай илгаа (HSD) һүүлшын тест хэрэглэһэн байна. Ургамалай эдеэнэй эмшэлгэ ба хяналтын хоорондохи илгаае шэнжэлхын тулада адли дисперситэй хоёр бүлэг дээжэнүүдэй хоёр һүүлтэй хубаариие Студентын t тест хэрэглэн шэнжэлһэн байна.
Энэ үгүүлэлэй нэмэлтэ материалнуудые http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1 харагты
Энэ хадаа Creative Commons Attribution-Non-Commercial License-эй ёһоор тараагдаһан нээлтэтэ нэбтэрхэй толи болоод энэнь ямаршье хэрэгсэлээр хэрэглэхэ, тарааха, хубилгаха боломжо олгодог, хэрбээ һүүлшын хэрэглэлгэ олзын хэрэг эрхилэлгын түлөө бэшэ, анханай бүтээл зүб байха ёһотой. Дурдалга.
Анхарал: Хуудаһанда дурадхаһан хүнтнай энэ сахим бэшэгые харуулхыень хүсэжэ байһанаа, энэнь спам бэшэ гэжэ мэдэхын тулада бидэ гансал өөрынгөө сахим хаягые үгэхыетнай гуйнабди. Бидэ ямаршье сахим хаягуудые абахагүйбди.
Энэ асуудал таанадые айлшан гү гэжэ шалгаха ба автоматаар спам эльгээхэһээ сэргийлхэ хэрэгсэл болоно.
Мэдээсэлэй онол тусхай метаболомуудые зэргэсүүлхэ ба туршалгын хамгаалха онолнуудые уридшалан мэдэхэ бүхы дэлхэйн валюта болоно.
Мэдээсэлэй онол тусхай метаболомуудые зэргэсүүлхэ ба туршалгын хамгаалха онолнуудые уридшалан мэдэхэ бүхы дэлхэйн валюта болоно.
©2021 Эрдэм ухаанай хүгжэлэй Америкын холбоо. бүхы эрхэнүүд хамгаалагдаһан. AAAS хадаа HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef болон COUNTER-эй түншэ юм. Эрдэм ухаанай дэбжэлтэ ISSN 2375-2548.