Chromatographie liquide non ciblée-Analyse métabolomique basée sur la spectrométrie de masse du grain de blé

Hayley Abbiss; Joel  P. A. Gummer; Michael Francki; Robert  D. Trengove

doi:10.3791/60851

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Article de méthode

Chromatographie liquide non ciblée-Analyse métabolomique basée sur la spectrométrie de masse du grain de blé

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DOI :

10.3791/60851

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13 mars 2020

Hayley Abbiss¹^,²^,³ , Joel P. A. Gummer¹^,⁴ , Michael Francki⁵^,⁶ , Robert D. Trengove¹

¹Research and Innovation, Murdoch University, ²Centre for Digital Agriculture, Curtin University, ³Centre for Integrative Metabolomics and Computational Biology, School of Science, Edith Cowan University, ⁴Centre for Computational and System Medicine, Health Futures Institute, Murdoch University, ⁵Department of Primary Industries and Regional Development, ⁶State Agricultural Biotechnology Centre, Murdoch University

Dans cet article

Résumé

Une méthode pour l’analyse non ciblée des métabolites et des lipides de grain de blé est présentée. Le protocole comprend une méthode d’extraction de métabolites en acétonitrile et une méthodologie de spectrométrie de chromatographie-masse liquide inversée, avec acquisition dans des modes d’ionisation électrospray positive et négative.

Résumé

Comprendre les interactions entre les gènes, l’environnement et la gestion dans la pratique agricole pourrait permettre une prévision et une gestion plus précises du rendement et de la qualité des produits. Les données sur la métabolomique fournissent une lecture de ces interactions à un moment donné et sont informatives sur le statut biochimique d’un organisme. En outre, les métabolites individuels ou des panneaux de métabolites peuvent être utilisés comme biomarqueurs précis pour la prévision et la gestion des rendements et de la qualité. Le métabolome végétal devrait contenir des milliers de petites molécules aux propriétés physicochimiques variées qui offrent une occasion de perspicacité biochimique sur les traits physiologiques et la découverte de biomarqueurs. Pour exploiter cela, l’un des principaux objectifs des chercheurs en métabolomique est de saisir autant de diversité physicochimique que possible au sein d’une seule analyse. Nous présentons ici une méthode de métabolomique non ciblée basée sur la chromatographie liquide-masse pour l’analyse du grain de blé cultivé sur le terrain. La méthode utilise le gestionnaire de solvant quaternary chromatographique liquide pour introduire une troisième phase mobile et combine un gradient traditionnel de phase inversée avec un gradient de lipide-amenable. La préparation des grains, l’extraction de métabolites, l’analyse instrumentale et les flux de travail de traitement des données sont décrits en détail. Une bonne précision de masse et la reproductibilité du signal ont été observées, et la méthode a donné environ 500 dispositifs biologiquement pertinents par mode d’ionisation. En outre, des signaux de fonction méabolite et lipidique significativement différents entre les variétés de blé ont été déterminés.

Introduction

Comprendre les interactions entre les gènes, l’environnement et les pratiques de gestion dans l’agriculture pourrait permettre une prévision et une gestion plus précises du rendement et de la qualité des produits. Les métabolites végétaux sont influencés par des facteurs tels que le génome, l’environnement (climat, précipitations, etc.) et dans un contexte agricole, la façon dont les cultures sont gérées (c.-à-d. l’épandage d’engrais, les fongicides, etc.). Contrairement au génome, le métabolome est influencé par tous ces facteurs et donc les données métabololomics fournit une empreinte biochimique de ces interactions à un moment donné. Il y a habituellement l’un des ....