代谢组学/应用/营养/植物代谢组
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植物代谢组学是利用模型物种中的分析方法来研究代谢途径和过程的学科。从这项研究中获得的信息被用来了解植物如何生长和执行功能，以及如何提高食物或药物的质量。本页面概述了五篇文章和一个网站，它们与了解植物代谢组相关。
第一个总结的文章是“植物代谢组学：从整体希望到炒作，再到热门话题”。在这篇文章中，作者讨论了植物代谢组学领域的一些基本问题，并对一些研究中使用的分析方法进行了调查。文章以该领域的应用和提供一些例子来解释为什么植物系统是理解生化物质和代谢途径的宝贵资源而告终。第二篇文章“代谢组学作为功能基因组学工具的潜力”，讨论了如何提高植物代谢组的覆盖率，比较不同实验室之间的结果，并用功能基因组学信息增强代谢组学数据。“利用代谢组学评估转基因作物中的非预期影响：问题、前景和机遇”是第三篇文章。这篇文章的重点是转基因作物，它讨论了植物中的分析方法，以及尝试改善果实质量、颜色和香气等方面的影响。第四篇文章是“基于液相色谱-质谱的番茄代谢组数据库”。这篇文章讨论了分析方法，例如反相液相色谱、四极杆飞行时间质谱和光电二极管阵列，特别是对于番茄果实。最后，第五篇文章是“代谢物和光照对植物代谢的调控：从单一生物化学途径研究中汲取的经验教训”。这篇文章重点研究了光照如何影响谷氨酰胺合成酶和天冬酰胺合成酶的相互调节。研究人员研究了这两种酶与其他因素的基因表达，例如蔗糖的存在。
本页面还回顾了一个网站。为位于英国的“国家植物与微生物代谢组学中心”提供了一个链接和摘要。该网站提供了有关目前正在进行的一些研究活动和计划的信息，这些活动和计划旨在加深对模式植物物种（如拟南芥）中代谢物的理解。他们工作的目的是收集和编目新的信息，并通过基因组拟南芥资源网络 (GARNet) 等方式与他人分享。
罗伯特·D·霍尔
新植物学家 169:453-468 (2006)
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/118627110/HTMLSTART
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- 代谢组学关注的是细胞和组织的生化组成。近年来，分子生物学领域正朝着更全面的代谢组研究方向转变。科学家不再局限于研究单个代谢途径和代谢物，而是更加关注代谢物的相互作用、整体代谢图景和调控机制。这种整体视角也需要应用于植物代谢组研究。植物具有非常复杂的细胞结构，以应对和适应不断变化的环境。不同部位的植物器官拥有不同的代谢组。植物代谢组的复杂性使得我们目前的技术无法完全覆盖植物细胞中的所有代谢物。这种复杂性也导致了我们对植物代谢组的理解存在很大差距，例如许多未知化合物和未定义的代谢途径。目前已在植物中发现超过10万种次生代谢物。植物的品质，或者说构成植物价值的一切，都可以由其代谢谱来定义，这也是理解植物代谢组重要的原因之一。目前有几种方法可以获取植物代谢组数据。除了核磁共振波谱法之外，许多方法只能提供特定时间和位置的代谢组快照，无法反映植物体内常见的稳态波动。数据收集方法包括气相色谱-质谱联用 (GC-MS)、液相色谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FT-ICR)、毛细管电泳、流动注射质谱 (FI/DI-MS) 和核磁共振波谱法，下文将对这些方法进行详细介绍。所有这些数据收集方法面临的最大障碍之一是植物代谢的异质性。每种方法都倾向于对特定代谢物组产生偏差，因此往往需要结合多种数据收集技术才能获得最佳结果。随着大量数据的积累，数据解释和数据存储也成为了过去一二十年的主要挑战。手动处理数据已不再可行，需要最大限度地减少数据量和错误率，为此需要制定更好的数据报告标准。数据可视化方法对于理解代谢组的复杂性也至关重要。随着我们数据生成能力的提高，研究人员必须记住，目标是推动知识进步，而不仅仅是生成数据。为了推动知识进步，需要开展更多跨学科研究，并加强植物代谢组学研究群体之间的沟通。
新名词
[edit | edit source]- 代谢指纹图谱
- 代谢谱分析的前身，是对生物体或组织代谢组成的快速高通量筛选。
- 代谢谱分析
- 识别和量化生物体或组织中的代谢物。
- 目标分析
- 基于之前更广泛的知识，对代谢组中特定部分进行详细分析。
- 次生代谢物
- 不直接参与生物体生长发育的有机化合物。
- 气相色谱-质谱联用 (GC-MS)
- 结合气相色谱和质谱法分析样品中的元素。
- 傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FT-ICR-MS)
- 一种质谱分析仪，根据离子的频率来确定其质荷比，具有高灵敏度和质量精度。
- 毛细管电泳-质谱联用
- 根据电荷和摩擦力分离颗粒。
- 流动注射/直接进样 (FI/DI)-质谱联用
- 无需分离的质谱分析方法，是一种快速高效的定性筛选工具。
代谢组学作为功能基因组学工具的潜力
[edit | edit source]Raoul J. Bino, Robert D. Hall, Oliver Fiehn, Joachim Kopka, Kazuki Saito, John Draper, Basil J. Nikolau, Pedro Mendes, Ute Roessner-Tunali, Michael H. Beale, Richard N. Trethewey, B. Markus Lange, Eve Syrkin Wurtele 和 Lloyd W. Sumner
植物科学趋势 第 9 卷第 9 期 2004 年 9 月
http://metnet.vrac.iastate.edu/publications/TIPS04.pdf
概览
[edit | edit source]
- 为了使代谢组学成为可靠的基因组学工具，需要在不同研究群体之间进行标准化，以便进行跨研究的参考。本文分析了将代谢组学与植物基因型和表型联系起来所面临的独特挑战。
- 第一步是建立一个庞大的已知和已鉴定代谢物数据库。其他功能基因组学技术，例如蛋白质组学或转录组学，已经建立了这样的数据库。大约 50% 的拟南芥基因已在数据库中记录和注释。然而，目前估计只有拟南芥叶片中约 10% 的代谢物被表征。这很大程度上是技术上的缺陷。
- 推动代谢组学领域发展的另一个关键因素是建立补充信息以进行实验。与转录组学类似，实验条件对代谢物的存在至关重要。为此，作者建议建立类似于 MIAME 的协议，以便进行可重复的实验。
- 使用代谢组学作为工具最具挑战性的方面是冗余性。代谢物通常与多种酶或多种表型的出现相关。这使代谢组学处于劣势，因为其他技术通常可以相互验证。基因序列对应于蛋白质序列，可以与 mRNA 序列相关联，等等。代谢物在不同条件下和不同位置的多重出现使得植物基因组的谱分析变得尤为困难。
新名词
[edit | edit source]- NIST (http://www.nist.gov/)
- Wiley (http://www.wileyregistry.com/)
- Sigma–Adrich (http://www.sigmaaldrich.com/catalog/ProductDetail.do?N4=Z541389%7CALDRICH&N5=SEARCH_CONCAT_PNO%7CBRAND_KEY&F=SPEC)
- 以上都是代谢物光谱库。目前，代谢物的识别是通过将其与这些数据库中的条目进行比对完成的。
- MIAME (微阵列实验的最低信息标准)
- 示例请参考 http://www.mged.org/Workgroups/MIAME/miame.html。该标准描述了进行和解释可重复微阵列实验所需的最低背景信息。本文建议，如果代谢组学要取得进展，就需要制定这样的方法。
使用代谢组学评估转基因作物中意外的影响：问题、前景和机遇
[edit | edit source]Owen A. Hoekenga
生物分子技术杂志 19:159-166 (2008)
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2563928&tool=pmcentrez.
概览
[edit | edit source]- 转基因作物已成为许多国家的主要食物来源。然而，转基因作物的使用仍然是一个备受争议的话题。无论采用何种方法生产转基因植物，都会不可避免地产生意外影响。一些影响是可预测的，可以用我们目前的生物学知识来解释，但另一些则是不可预测的，超出了我们的解释能力。这些意外影响往往成为反对植物基因改造的人士的论据。转基因植物的支持者则主张实质等同性，即转基因生物与其传统亲本或同胞之间的相似性。反对者往往反驳说实质等同性缺乏统计基础或标准。系统生物学正在被用于进一步理解转基因植物的意外影响，希望能够为消费者、监管机构、企业等提供更多信息，逐步消除人们对转基因植物的恐惧和不确定性。目标代谢组学和非目标代谢组学都被应用于研究中。目标代谢组学通常更为常见，因为研究人员希望能改进或理解特定的性状。然而，非目标代谢组学在确定意外影响方面具有很大的潜力，因为它能够超越单个基因的作用。目前已经收集了大量关于多种植物的代谢组学数据。番茄是拥有最多数据的植物之一，在果实品质、颜色和香气方面已经开展了大量的研究。核磁共振成像和质谱法已被用于番茄的研究，可以用来评估不同植物的食品质量和含量。分析植物代谢组的技术已经成熟，但限制因素在于我们的实验设计和分析方法。需要一种方法对收集的大量数据进行排序和解释。类似于 MIAME 和 MIAPE 这样的微阵列和蛋白质组学实验标准，也需要用于植物代谢组学数据收集。
- 可预测的影响
- 基于对生物学的理解而解释
- 不可预测的影响
- 超出明显的解释
- 实质等效性
- 转基因和野生之间的相似性，只添加一个或几个基因
- 核苷酸多态性
- 特定生物体基因组之间的差异
- 近等基因系 (NIL)
- 通过回交到一个亲本品种几代而构建的植物系，因此子代和亲本之间几乎没有差异
- 可接受的表型变异
- 与正常情况相比，可以接受的差异
- 分子指纹
- 表征宏观分子和小分子水平的影响；适用于常规品种和转基因品种之间代谢差异的初步草案
- 数据挖掘
- 从大量数据中提取模式/结论
Sofia Moco、Raoul J. Bino、Oscar Vorst、Harrie A. Verhoeven、Joost de Groot、Teris A. van Beek、Jacques Vervoort 和 C.H. Ric de Vos
植物生理学 141:1205-1218 (2006)
http://www.plantphysiol.org/cgi/content/full/141/4/1205
- 植物代谢组学的发展需要社区的共同努力。数据必须进行编译、比较和标准化，以便每个人都能从个别研究工作中获得的信息中获益。本文提出了一种既高分辨率又可重复的代谢物分析方法。
- 反相液相色谱、四极杆飞行时间质谱和光电二极管阵列用于分析番茄果实 (Solanum lycopersicum) 中的代谢物（主要是半极性代谢物）。该方法针对文献中报道的代谢物高度且广泛的值进行了测试。此外，代谢物位于其预期的表达组织中。收集的数据用于组装 MoTo DB，即番茄代谢组数据库。
- MoTo DB 可通过观察到的质量进行搜索，并允许一定范围的偏差，从而允许将数据从低精度分析到高精度分析进行比较。这使研究人员能够首先了解代谢物的身份，然后通过更严格的分析进行进一步研究。
- 总而言之，如果代谢组学要成为一种有用的方法，研究人员必须能够识别和一致地确定存在的代谢物。通过这些技术，番茄代谢物数据库将帮助研究人员确定某些代谢物何时存在以及存在多少，从而更好地了解它们在番茄代谢中的作用。
- 四极杆飞行时间质谱
- 一种高度特异性的质谱形式。四极杆质谱仪通过使用电场稳定或不稳定离子来充当选择性质量过滤器。飞行时间系统同样使用电场，但用于加速离子通过相同的电势，以确定它们的电荷。这两个系统一起通过离子到达检测器的时间来精确地分析分子的质量和电荷。
- 光电二极管阵列检测
- 光电二极管阵列检测器可用于测量和检测整个紫外到可见光谱范围内的样品。分析样品发出的信号被转换为电信号，然后可以记录和解释以识别特定化合物。
- MoTo DB
- 番茄代谢组数据库：http://appliedbioinformatics.wur.nl/moto/
- 苯丙烷类
- 一类从苯丙氨酸合成的植物来源有机化合物。在番茄中，它们充当色素，并提供抵御紫外线的防御作用。
- 黄酮类
- 一种苯丙烷类植物次生代谢物，具有抗氧化活性，被认为对癌症、病毒和过敏有健康益处。
I.C. Oliveira、E. Brenner、J. Chiu、M.-H. Hsieh、A. Kouranov、H.-M. Lam、M.J. Shin 和 G. Coruzzi
巴西医学与生物学研究杂志 34:567-575 (2001)
- 本文主要关注拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 物种，以及光和其他代谢物对谷氨酰胺合成酶和天冬酰胺合成酶表达的调节关系。本文描述了一些与找出这些系统元素之间关系相关的实验。
- 这项工作的具体兴趣在于研究无机氮是如何被同化为氨基酸谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸和天冬酰胺的。实验中使用的途径模型是拟南芥 (Arabidopsis thaliana)。在植物的木质部和韧皮部中，天冬酰胺和谷氨酰胺是最丰富的游离氨基酸。这是因为它们是关键的氮转运化合物。负责天冬酰胺和谷氨酰胺合成的酶分别是天冬酰胺合成酶 (AS) 和谷氨酰胺合成酶 (GS)。在这项研究中，研究人员对两种不同的合成酶分子形式感兴趣：GLN2（一种叶绿体形式）和 ASN1。研究人员发现，光和代谢物会导致谷氨酰胺合成酶 (GLN2) 和天冬酰胺合成酶 (ASN1) 的相互调节。也就是说，当 GLN2 表达增加时，相应的 ASN1 基因表达会被抑制。他们还发现，ASN1 的抑制涉及一种依赖于钙/cGMP 的信号通路，该通路位于光敏色素的下游。此外，两种基因的光调节可以通过转录机制来解释，因为光调节元件是光敏色素介导的调节所必需的，并且这些元件已经在 AS 和 GS 启动子中被识别。
- 有趣的是，光具有改变植物基因表达的能力，因为这种改变通常是通过碳代谢物发生的。例如，研究人员还确定了蔗糖可以通过对黑暗中植物产生相同的影响来部分模拟光的影响。研究发现，蔗糖会导致 GLN2 的诱导，并抑制 ASN1 mRNA 的表达。这与光对代谢途径的影响相同，只是实验是在黑暗中进行的。在黑暗中，通过添加谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸和天冬酰胺等氨基酸处理，可以拮抗蔗糖的影响。当在没有光影响的情况下添加这些氨基酸到起作用的蔗糖中时，研究人员发现 GLN2 和 ASN2 的表达受到不同程度的影响。
- 相互调节
- 一种刺激物增加特定酶的效果，但减少另一种酶的效果 - 例如，使用光会增加 GLN2 的表达并抑制 ASN1 基因的表达。
- 氮同化途径
- 植物和藻类中无法进行氮固定的生物途径。（http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_assimilation)
- 光敏色素
- 植物用来检测光的光受体。（http://en.wikipedia.org/wiki/Phytochrome)
- 操纵子
- DNA 中的核苷酸序列的功能单位，在转录中作为一个单位进行控制以产生 mRNA。（http://en.wikipedia.org/wiki/Operon)
- 拟南芥 (Arabidopsis thaliana)
- 一种小型开花植物，在植物研究中被用作模式生物，因为它具有大约 1.57 亿个碱基对和 5 条染色体的相对较小的基因组。（http://en.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thaliana)
- 基因表达
- 一个过程，其中从基因中获取的信息用于合成功能性基因产物，例如蛋白质或功能性 RNA。（http://en.wikipedia.org/wiki/Gene_expression)
- 本文讨论了拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 物种中的一种调控过程，而调控是代谢课程中涵盖的主题之一。在本课程中，我们讨论了激活和抑制酶活性的分子，本文还讨论了光和代谢物如何影响 GLN2 和 ASN1 基因的表达。
Marcela Zozaya-Hinchliffe、Carol Potenza、Jose Luis Ortega 和 Champa Sengupta-Gopalan
植物科学 168.4:1041-1052 (2005 年 4 月)
- 本文主要关注质体谷氨酰胺合成酶表达的调控以及氮和2-氧戊二酸对紫花苜蓿的影响。文章还描述了一些与该方向相关的实验。
- 这项研究旨在了解碳氮状态如何调节谷氨酰胺合成酶（GS）在转录和转录后水平上的表达。谷氨酰胺合成酶（GS）是一种酶，它在氮代谢中起着至关重要的作用，催化谷氨酸和氨的缩合形成谷氨酰胺。他们从紫花苜蓿（苜蓿）叶片中分离出一个假定的质体谷氨酰胺合成酶（GS2）。研究人员在这项研究中分析了GS2基因在器官/组织中的特异性表达，并得出结论：它在所有绿色组织中都有表达。他们表明，紫花苜蓿GS2基因也在固氮根瘤中表达，其表达不受固定氮的调节。硝酸盐（NO3−）处理导致紫花苜蓿根和叶中GS2的诱导，但两种器官的信号机制不同。在根部，NO3−似乎作为GS2诱导的直接信号，而在叶片中，NO3−的次级代谢物可能作为信号。他们还证明，2-氧戊二酸（2-OG）与NO3−结合，显着诱导GS2表达，表明2-OG是紫花苜蓿GS2的潜在主要代谢诱导剂。谷氨酰胺或蔗糖与NO3−结合处理，似乎也诱导了根部GS2，但与2-OG/NO3−组合相比，诱导存在滞后。它提供了对质体谷氨酰胺合成酶的调控和表达的见解。这些结果增强了我们对植物代谢的理解，并了解不同的循环和途径如何相互关联。它显示了两种分子如何协同作用来增加GS2的诱导，以及当它们在不同组织中起作用时，相同的分子如何具有不同的作用或在过程的不同阶段产生作用。
- 2-氧戊二酸
- 它是戊二酸的两种酮衍生物之一。
- 谷氨酰胺合成酶
- 它是一种酶，在氮代谢中起着至关重要的作用，催化谷氨酸和氨的缩合形成谷氨酰胺。（http://en.wikipedia.org/wiki/Glutamine_synthetase）
- 紫花苜蓿（Medicago sativa）
- 紫花苜蓿（Medicago sativa）是豆科植物中的一种开花植物，被栽培为重要的饲料作物。（http://en.wikipedia.org/wiki/Alfalfa）
- 质体
- 一种双膜结合的细胞器，参与食物的合成和储存，通常存在于光合生物（如植物）的细胞中。（http://www.biology-online.org/dictionary/Plastid）
- 这篇文章与谷氨酰胺合成酶的调控以及氮对其的影响有关。在我们课程中，我们学习了不同因素的变化如何影响不同分子的功能，并激活或抑制它们。有时引入或去除一个分子会减缓甚至停止一条途径。看到氮对谷氨酰胺合成酶的影响很有趣。
Jonathan R. Howarth, Saroj Parmar, Janina Jones, Caroline E. Shepherd, Delia-Irina Corol, Aimee M. Galster, Nathan D. Hawkins, Sonia J. Miller, John M. Baker, Paul J. Verrier, Jane L. Ward, Michael H. Beale, Peter B. Barraclough和Malcolm J. Hawkesford。
实验植物学杂志 59.13:3675–3689 (2008 年 10 月)
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2561146&tool=pmcentrez
- 本文主要关注的是小麦灌浆期间氨基酸代谢的协调表达以响应氮和硫的缺乏。文章展示了不同肥料对冬小麦的影响，并展示了哪些肥料可能更好。
- 随着人口的增长，对小麦和其他谷物的需求不断增长。农业用地的总面积也在减少，在这种情况下，提高肥料效率变得越来越重要。农业系统的可持续性将取决于提高肥料利用效率，并根据特定功能定制设计肥料。它们需要对环境安全，并且与目前大多数未被作物完全吸收的肥料不同，新一代肥料需要设计成完全利用，从而减少肥料的浪费，进而减少污染。氮肥的施用与小麦的籽粒产量和品质（蛋白质含量）直接相关。硫（S）营养更具体地与胚乳中谷蛋白的水平以及谷蛋白与其他籽粒储存蛋白的比例相关，这决定了面团的弹性和面包的品质。小麦作物生长期间，氮和硫在营养组织中积累，然后在营养组织衰老和籽粒发育的并发过程中重新分配到正在发育的种子中。氨基酸是氮从叶片重新分配到籽粒中进行灌浆的主要形式。在高氮条件下生长的小麦植株的叶片中，从最近还原的硝酸盐中积累了游离氨基酸，随后被加载到韧皮部中。在叶片中，硫要么以硫酸盐的形式储存，要么被还原并通过还原性硫同化途径掺入有机形式。这一系列反应发生在质体中，并产生氨基酸半胱氨酸（Cys），用于合成各种含硫有机分子，如蛋氨酸（Met）和谷胱甘肽（GSH）。虽然氮和硫的重新分配的物理过程已被详细研究，但这些过程的遗传控制及其对农艺生产力的贡献却鲜为人知。使用基因组时代分析技术的代谢和遗传水平的研究将有助于提供对小麦灌浆期间氮和硫重新分配中许多贡献性性状的调控的新见解，并可能为提高可耕作作物中这些过程的效率提供目标。在本报告中，我们介绍了对田间生长的冬小麦植株在不同氮和硫肥施用情况下，开花后叶片和籽粒的代谢组学和转录组学评估。材料来自 Rothamsted Research（英国哈彭登）的 Broadbalk 冬小麦试验，该试验是世界上持续时间最长的科学试验，已经为小麦作物营养提供了 164 年的农艺数据。随着现代分析技术的出现，该试验成为遗传学和代谢组学研究的宝贵资源。
- 代谢组学
- 代谢组学是对“特定细胞过程留下的独特化学指纹的系统研究”——具体来说，是对其小分子代谢物谱的研究。代谢组代表了生物体中所有代谢物的集合，它们是基因表达的最终产物。（http://en.wikipedia.org/wiki/Metabolomics）
- 转录组学
- 转录组学是对转录组的研究，即在任何时候由基因组产生的所有 RNA 转录物的完整集合。
- 开花
- 开花是花朵完全开放并具有功能的时期。（http://en.wikipedia.org/wiki/Anthesis）
- 核磁共振（NMR）
- 核磁共振（NMR）是赋予在施加外部磁场的情况下观察原子核的特定量子力学磁性特性的物理共振现象的名称。（http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance）
- 在生物化学：代谢课程中，我们专门研究细胞代谢过程中涉及的途径和反应，并了解它们如何影响动物/植物的生理功能。本文展示了氮和硫如何在小麦中以不同的形式积累和运输。这有助于我们了解参与这两种元素在植物中运输和积累的途径的生理意义，并能够为它们设计易于植物吸收的肥料，从而提高肥料的效率。
http://www.metabolomics.bbsrc.ac.uk/
- 该网站的主要目标是作为英国一组研究实验室的信息门户。它概述了项目、设备、出版物和资源，这些资源可供公众使用，以增进对植物代谢组学以及该信息对一系列相关领域的应用的了解。
- 该网站描述了国家植物与微生物代谢组学中心的活动，该中心是英国Rothamsted Research和生物研究委员会的合作机构。该中心主要专注于植物和微生物代谢组学研究。主站点提供指向代谢组学背景信息的链接，以及对当前项目、出版物和中心可用设备的描述。该网站描述了代谢组学是一门多学科科学的事实，它需要化学家、生物学家和“信息学家”的合作。由于目前还没有一种光谱方法能够检测到所有类型的代谢物，因此使用多种方法来确定代谢信息。这些方法包括核磁共振、气相色谱、高效液相色谱和直接进样质谱。
- 网站上描述的一些项目包括建立一个高通量植物和微生物代谢组学研究中心（MeT-RO），开发用于拟南芥基因功能分析的层次方法（HiMet）以及探索拟南芥的基因组学（GARNet）。MeT-RO项目利用植物、微生物和突变体库为医药、食品质量和安全研究提供信息。它涉及从受控实验条件下生长的生物材料中获取分析数据。它还旨在创建一个用户可访问的网络资源，其中包含表型数据和植物和微生物代谢物谱库。HiMet项目涉及应用于拟南芥突变体的高通量代谢物指纹图谱和靶向分析方法。在此之后，研究人员打算应用模式识别和机器学习方法来开发生化表型分类。这种指纹图谱的目的是分配基因功能。最后，GARNet旨在成为一个拟南芥研究的国际平台，在那里可以共享方法和研究报告。国家中心站点包含指向GARNet站点的链接，该站点提供报告和下载（http://garnet.arabidopsis.org.uk/）。
- 总之，该网站概述了在识别植物代谢物和基因组信息以用于各种农业和生化应用方面的一些研究工作。此外，该网站还提供了大量的关于实验的信息，特别是在英国发生的与拟南芥植物物种相关的实验信息。
- 靶标化合物分析
- 特定代谢物的定量。
- 代谢谱分析
- 对一组相关化合物或特定代谢途径成员的定量或定性测定。
- 化学计量学
- 将多变量统计、模式识别和信息学方法应用于化学数据。
- 蛋白质组学
- 对蛋白质的大规模研究，特别是结构和功能。（http://en.wikipedia.org/wiki/Proteomics）
- 转录组学
- 细胞或组织中基因表达的定量测量，通常涉及通过基因芯片等方法测量mRNA水平。
- 类胡萝卜素
- 天然存在于植物的色素体和其他光合生物（如藻类、某些真菌和某些细菌）中的有机色素。（http://en.wikipedia.org/wiki/Carotenoid）
- 苯丙烷类
- 一类从苯丙氨酸合成而来、源于植物的有机化合物。（http://en.wikipedia.org/wiki/Phenylpropanoid）
- 该网站与课程的相关性在于它讨论了用于分析植物代谢组学的各种实验技术，并详细介绍了揭示代谢途径和调节分子的分析工具的具体细节。当前课程中正在学习的一个主题是植物中光合作用的过程以及它与氧化磷酸化之间的关系。该网站与课程相关，因为它侧重于植物中发生的光合作用等机制，并描述了相关的代谢物。
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审稿人 Mohamad A.M.
- 确定资源的主要关注点。可能的答案包括特定生物体、数据库设计、信息整合，但还有许多其他可能性。
- 新术语 1
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- 在此输入您的文章摘要。请注意，每个条目的开头（有时是结尾）的标点符号至关重要。它应该在 300 到 500 个字之间。文章的主要内容是什么？他们试图回答什么问题？他们找到了明确的答案吗？如果是，是什么？如果不是，他们发现了什么或他们的发现中存在哪些矛盾的想法？
- 输入一篇 100 到 150 个字的描述，说明本文中的资料如何与传统代谢课程相关联。这篇文章是否与特定的途径（例如，糖酵解、柠檬酸循环、类固醇合成等）或调节机制、能量学、位置、途径的整合相关？它是否讨论了新的分析方法或想法？这篇文章是否展示了与人类基因组计划（或其他基因组计划）的联系？
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审稿人: Ahmad S.K.
- 本文的主要关注点是使用 LC/ESI-QTOF-MS 技术创建拟南芥的代谢物谱，并研究野生型拟南芥中的代谢变化。
- 特点
- 在独特的时点出现独特的 m/z。 (http://www.plantphysiol.org/cgi/content/full/147/4/2107)
- 基质效应
- 在化学分析中，基质是指样品中除分析物以外的所有成分。[1] 基质会对分析执行方式和获得结果的质量产生重大影响。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Matrix_(chemical_analysis))
- 同位素丰度
- 样品中特定同位素原子数与指定同位素原子数或元素总原子数之比。 (http://www.answers.com/topic/isotope-abundance)
- 无效突变
- 完全缺少基因拷贝的突变体。这可能是由于基因产物完全不存在造成的。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Null_allele)
在高等真核生物中缺乏研究代谢组学分析方法被认为是植物代谢组学研究的主要障碍之一。本文探讨了使用 LC/ESI-QTOF-MS 技术研究拟南芥等模式生物代谢组学的潜力。文章中的研究人员研究了拟南芥的苯丙烷类化合物和黄酮类化合物生物合成途径，以鉴定参与这两个途径的代谢物。文章还讨论了野生型和两个突变体 (tt4 和 tt5) 代谢物之间的联系。图 1 显示了苯丙烷类化合物途径。tt4 缺乏查尔酮合酶，tt5 缺乏查尔酮异构酶。液相色谱-电喷雾电离四极杆飞行时间质谱 (LC/ESI-QTOF-MS) 用于检测代谢物发出的质量信号。Ler (野生型) 和 tt4 突变体代谢谱之间的比较表明，在 Ler 中有 18 种不同的推定代谢物高表达。其中 12 种代谢物参与黄酮类化合物生物合成途径。2 种代谢物被确定为羟基肉桂酰胺精胺缀合物。在 tt4 突变体中，与 Ler 相比，酚类胆碱酯表达增加了 4-29 倍，芥子酰胆碱二聚体表达增加了 4-29 倍和 10-25 倍。在 tt5 中，鉴定了 14 种代谢物，这些代谢物参与柚皮素查尔酮的代谢。总体而言，在野生型和拟南芥突变体中均鉴定了 660 种特征。从这些特征中检测到约 220 种化合物，其中 40 种以前在拟南芥中未被鉴定出来。这项研究证明了 (LC/ESI-QTOF-MS) 技术在拟南芥代谢组学目录化方面的潜力。
代谢组学分析具有成为功能基因组学和系统生物学工具的巨大潜力。植物代谢组学的研究预计将对食品产品的改善和生物活性化合物的发现产生经济效益，从而促进经济发展。本文研究了缺乏查耳酮合酶 (tt4) 和查耳酮异构酶 (tt5) 的拟南芥突变体，以了解代谢物之间的联系。这些酶参与苯丙烷类和黄酮类生物合成途径。本文证明了液相色谱-电喷雾电离四极杆飞行时间质谱法是一种可行的分析拟南芥代谢组的方法。
- 转基因作物在一些国家和农业经济领域普遍存在，但也存在争议。转基因作物改良的支持者经常引用转基因作物与其非转基因亲本和姊妹品种的“实质等效性”。反对转基因作物改良的人经常驳斥实质等效性标准，并声称它缺乏统计依据。反对者还强调了遗传改造可能对食品质量和成分造成的可能存在的意外影响。系统生物学方法有望通过表征传统和转基因改良作物品种及其产品的组成，帮助消费者、监管机构和其他利益相关者做出有关转基因作物改良的明智决策。具体而言，质谱 (MS) 和核磁共振 (NMR) 辅助的代谢组学分析有望对食品成分和质量进行有效而全面的评估。这将使观察到的转基因代谢组能够相对于消费者和监管机构在传统品种中观察到的可接受的表型范围进行评估。针对性（封闭架构）和非靶向（开放架构）代谢组学在转基因作物辩论中已经讨论过了。
- MIAME 和 MIAPE 标准目前是许多期刊发表微阵列和蛋白质组学实验的要求。预计类似的标准最终也将应用于代谢组学数据。随着更多数据集或被存入公开可访问的数据库，整合多层次信息的荟萃分析预计将提出无数的系统生物学问题。整合基因、性状和表型本体的受控词汇预计将进一步协助这些荟萃分析。识别具有遗传信息的人群已被证明对解决重要的生物医学和农学问题有效，其中包括识别癌症风险因素和对主粮作物类胡萝卜素生物强化至关重要的基因。从使用代谢组学、基因组学和蛋白质组学方法研究的具有遗传信息的人群中可以开发出大量而有效的资源。转基因食品组成和质量的意外影响范围和特性可以帮助告知消费者、监管机构和其他利益相关者。
- 代谢组学是一种“组学”方法，旨在全面分析生物样本中的所有代谢物。对数千个植物样本进行详细的代谢谱分析已被证明具有巨大潜力，可以彻底绘制植物代谢过程图。然而，同时实现全面分析和高通量是困难的。这是由于植物代谢物的多样性巨大。串联四极杆质谱仪 (TQMS) 的多反应监测 (MRM) 已被确立为一种实用且高效的方法，可以以高通量的方式定量数百种目标代谢物。在这种技术中，TQMS 同时监测每个代谢物的特定前体离子和产物离子。使用 TQMS 的 MRM 是靶向代谢组学中的一项基本技术。这种方法具有高灵敏度、重现性和宽动态范围。在本研究中，通过使用 TQMS 的自动流动注射分析，优化了特定化合物的 MRM 条件。这些条件应用于使用 TQMS 结合超高效液相色谱 (UPLC) 对生物样本进行高通量自动化分析。基于代谢物积累模式的层次聚类分析显示了植物科之间的差异，这使得能够使用批学习自组织映射分析预测科特异性代谢物。因此，人们认为自动化广泛靶向代谢组学方法将有助于未来大规模代谢物分析和比较代谢组学的进展。