随着代谢组学的发展与应用,其相关技术和理论已被用于多个领域。尤其是农业领域,已经形成了一套完整的研究思路与体系。
小鹿这次来向大家介绍代谢组学在农业方向的应用及相关实验设计。代谢组在农业领域的主要应用可简要概括为三大类。(见下图)
第一类为生物标志物筛选:以动植物细胞组织为样本,比对农业生产中动植物重要差异性状代谢表征,找出潜在的生物标志物,用于农产品真假鉴定、风味或安全性检测及动植物疾病诊断等领域;
第二类为代谢机理研究:一般与其他组学包括基因组、转录组、蛋白组,表观组在内进行联合性分析,多用以探究样本代谢组变化的分子机制和遗传基础,为农业动植物的遗传育种提供借鉴;
第三大类为代谢流研究:结合数学建模手段对生物代谢网络进行挖掘分析,展现生物代谢的动态变化,用以定向改良提高作物生产力。具体案例如下。
一、生物标志物筛选
从生命中心法则来看,代谢位于生命活动调控的终端,是最接近表型的组学,更能直观反映机体被外界刺激或基因修饰后产生的响应变化。因此,将代谢物本身作为标志物,往往可以更直观地体现样本间差异。目前,利用代谢组检测生物标志物,已广泛用于农产品质检、病理分析及成分分析领域。
示例1
案例来源:《FoodChemistry》
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