背景簡介
代謝組學的研究主要分為非靶向代謝組學及靶向代謝組學，非靶向代謝組學主要檢測樣品中代謝物的相對含量，而靶向代謝組學則是以標準品為參照，對特定的代謝物群進行有針對性地、特異性地檢測與分析，可驗證候選生物標記物并分析已知目標化合物。靶向代謝組分析通過對血液、尿液或其他體液以及組織中某一特定的代謝物的富集與準確定量定性分析，一方面可以結合其它實驗數據揭示相關的分子生物學作用機制，另一方面，也可以為后續(xù)代謝分子標志物的深入研究和開發(fā)利用提供有力支持。
技術優(yōu)勢
高靈敏度：基于先進的液相串聯質譜技術，可檢測到pg級化合物。
個性化定制: 靶向代謝組分析是針對特定代謝產物的分析，具有較強的特異性，可對不同性質代謝物建立不同的樣品
提取、富集與檢測方法。
低成本：側重于相關特定組分特異性研究，篩檢目標代謝產物，檢測成本較低。
跨組學分析：提供從基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、到代謝組學的全程科技服務，深度剖析生物學現象。
技術路線
樣本類型
細胞，組織，尿液，全血，血清，血漿等
建議起始量（單次）：血漿或血清＞300 μL，尿液> 5 mL，組織＞ 100 mg，細胞＞107個。
Q1：代謝組混合取樣的要求是怎樣的？
A：每份樣品混合來自至少3株以上的組織。以水稻葉片為例：取同一時期，表型基本一致的同一個部位的1片葉片，同時取6株，放到10ml離心管中，并迅速放入液氮中。
Q2：樣品重量和重復性問題怎么解決？
A：每份樣品取樣鮮重3-5g。準備3-6份生物學重復，代謝組通常做3個以上重復，剩余備份。
案例一 水稻黃酮代謝模式和自然變異機制研究
黃酮是植物體中一類具有非常重要生物學功能的酚類化合物，目前，國內外研究者主要在擬南芥為模式植物中研究，單子葉植物中研究很少。本研究以單子葉模式植物水稻為研究材料，通過廣泛靶向代謝組技術測定不同水稻品種、不同發(fā)育時期和不同組織材料中黃酮的含量。同時，通過黃酮含量和黃酮合成基因的序列多態(tài)性關聯分析，結果顯示：黃酮的自然變異與合成基因的序列多態(tài)性相關。
圖 水稻群體中黃酮物質的自然變異聚類熱圖
案例二 黃酮醇苯乙?；D移酶進化分析揭示十字花科植物抗UV-B機制
植物具有避開UV-B光照射的危害，但是精細的研究機理任然不清楚。在本研究中，通過測定擬南芥中代謝組研究了苯乙酰黃酮醇（saiginols）的自然變異規(guī)律和積累模式，尤其在擬南芥花器官中積累含量比較高。后續(xù)通過測定一個亞群的擬南芥代謝組信息，尤其是位于北緯16°到43°地域的擬南芥品種。基于LC-MS的代謝組檢測技術，共計檢測到了68種代謝物，其中鑒定物質結構50種（包括16種硫代葡萄糖苷、3種羥基肉桂酸、24種黃酮化合物和7種酚胺），未鑒定物質18種。借助代謝組、轉錄組和IL材料重測序的信息，鑒定到FPT2基因家族參與合成苯乙酰黃酮醇的途徑，研究進一步發(fā)現苯乙酰黃酮醇的積累促進植物抗UV-B的能力。
圖 擬南芥花器官材料次生代謝圖譜
參考文獻
1.Xuekui Dong, Wei Chen, Wensheng Wang . et al. Comprehensive profiling and natural variation of flavonoids in rice. Journal of Integrative Plant Biology, 2014, 56, 876-886.
2.Takayuki Tohge, Regina Wendenburg, Hirofumi Ishihara. et al. Characterization of a recently evolved flavonol-phenylacyltransferase gene provides signatures of natural light selection in Brassicaceae. Nature Communications, 2016.
