背景簡(jiǎn)介
代謝組學(xué)的研究主要分為非靶向代謝組學(xué)及靶向代謝組學(xué)，非靶向代謝組學(xué)主要檢測(cè)樣品中代謝物的相對(duì)含量，而靶向代謝組學(xué)則是以標(biāo)準(zhǔn)品為參照，對(duì)特定的代謝物群進(jìn)行有針對(duì)性地、特異性地檢測(cè)與分析，可驗(yàn)證候選生物標(biāo)記物并分析已知目標(biāo)化合物。靶向代謝組分析通過(guò)對(duì)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(zhǔn)確定量定性分析，一方面可以結(jié)合其它實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)揭示相關(guān)的分子生物學(xué)作用機(jī)制，另一方面，也可以為后續(xù)代謝分子標(biāo)志物的深入研究和開發(fā)利用提供有力支持。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高靈敏度：基于先進(jìn)的液相串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，可檢測(cè)到pg級(jí)化合物。
個(gè)性化定制: 靶向代謝組分析是針對(duì)特定代謝產(chǎn)物的分析，具有較強(qiáng)的特異性，可對(duì)不同性質(zhì)代謝物建立不同的樣品
提取、富集與檢測(cè)方法。
低成本：側(cè)重于相關(guān)特定組分特異性研究，篩檢目標(biāo)代謝產(chǎn)物，檢測(cè)成本較低。
跨組學(xué)分析：提供從基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、到代謝組學(xué)的全程科技服務(wù)，深度剖析生物學(xué)現(xiàn)象。
技術(shù)路線
樣本類型
細(xì)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(xì)胞＞107個(gè)。
Q1：代謝組混合取樣的要求是怎樣的？
A：每份樣品混合來(lái)自至少3株以上的組織。以水稻葉片為例：取同一時(shí)期，表型基本一致的同一個(gè)部位的1片葉片，同時(shí)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(fù)性問(wèn)題怎么解決？
A：每份樣品取樣鮮重3-5g。準(zhǔn)備3-6份生物學(xué)重復(fù)，代謝組通常做3個(gè)以上重復(fù)，剩余備份。
案例一 水稻黃酮代謝模式和自然變異機(jī)制研究
黃酮是植物體中一類具有非常重要生物學(xué)功能的酚類化合物，目前，國(guó)內(nèi)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(guò)廣泛靶向代謝組技術(shù)測(cè)定不同水稻品種、不同發(fā)育時(shí)期和不同組織材料中黃酮的含量。同時(shí)，通過(guò)黃酮含量和黃酮合成基因的序列多態(tài)性關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果顯示：黃酮的自然變異與合成基因的序列多態(tài)性相關(guān)。
圖 水稻群體中黃酮物質(zhì)的自然變異聚類熱圖
案例二 黃酮醇苯乙?；D(zhuǎn)移酶進(jìn)化分析揭示十字花科植物抗UV-B機(jī)制
植物具有避開UV-B光照射的危害，但是精細(xì)的研究機(jī)理任然不清楚。在本研究中，通過(guò)測(cè)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(guò)測(cè)定一個(gè)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?；贚C-MS的代謝組檢測(cè)技術(shù)，共計(jì)檢測(cè)到了68種代謝物，其中鑒定物質(zhì)結(jié)構(gòu)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(zhì)18種。借助代謝組、轉(zhuǎn)錄組和IL材料重測(cè)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(jìn)一步發(fā)現(xiàn)苯乙酰黃酮醇的積累促進(jìn)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(xiàn)
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.
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