מאמר זה מתאר את היישום של metabolomics לא ממוקד, transcriptomics ניתוח סטטיסטי רב משתני תמלילי ברי ענבים מטבוליטים כדי לקבל תובנה לגבי מושג טרואר, כלומר, השפעת הסביבה על תכונות איכות ברה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
קונספט טרואר לפרש דרך הענבים הברים Metabolomics ו transcriptomics
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
טרואר מתייחס שילוב של גורמים סביבתיים המשפיעים על המאפיינים של גידולים כמו גפן (גפן יין) על פי בתי גידול מסוימים ודרכי ניהולו. מאמר זה מראה כיצד חתימות טרואר מסוימות ניתן לאתר את metabolome גרגרי היער transcriptome של מוסר ים זן גפן באמצעות ניתוח סטטיסטי רב משתנה. השיטה הראשונה דורשת תוכנית הדגימה המתאימה. במחקר במקרה זה, שיבוט מסוים של זן קורבינה נבחר כדי למזער הבדלים גנטיים, דגימות נאספו משבעה כרמים המייצגים שלושה אזורי מאקרו שונים במהלך שלוש עונות גידול שונות. גישת metabolomics ממוקדת LC-MS מומלץ בשל הרגישות הגבוהה שלו, מלווה עיבוד נתונים יעיל באמצעות תוכנת MZmine ואסטרטגית זיהוי המטבוליט סמך ניתוח עץ פיצול. ניתן להשיג ניתוח transcriptome מקיף באמצעות מערכיםבדיקות המכילות כיסוי ~ 99% מכלל גני גפן החזה, המאפשר ניתוח סימולטני של כל הגנים לידי הביטוי באופן דיפרנציאלי בהקשר של terroirs השונה. לבסוף, ניתוח נתונים רבים משתנים המבוסס על שיטות הקרנה ניתן להשתמש כדי להתגבר על ההשפעה וינטאג ספציפי החזקה, המאפשר metabolomics ונתוני transcriptomics להיות משולבים ונותחו בהרחבה לזהות מתאמים אינפורמטיבי.
מבוא
ניתוח נתונים בקנה מידה גדולה מבוססים על הגנום, transcriptomes, proteomes ו metabolomes של צמחים מספק תובנה חסרת תקדים אל תוך ההתנהגות של מערכות מורכבות, כגון מאפייני טרואר יין המשקפים את יחסי הגומלין בין צמחי גפן לבין סביבתם. מכיוון טרואר של יין יכול להיות ברור גם כאשר שיבוטי גפן זהים גדלים בכרמים שונים, ניתוח הגנומיקה הוא שימוש קצת כי הגנום המשובט זהה. במקום יש צורך להסתכל מתאמים בין ביטוי גנים המאפיינים המטבולי של פירות יער, אשר קובעות את תכונות איכות היין. ניתוח ביטוי גנים ברמת יתרונות transcriptome מן התכונות הכימיות הדומות של כל התמלילים, המאפשרות ניתוח כמוני על ידי ניצול מאפיינים אוניברסאליים כמו הכלאת בדיקות משותקות על m....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. בחר חומרים מתאימים ובונים תוכנית דגימה
- בגין הניסוי ידי פיתוח תכנית דגימה מתאימה. אין גישה גנריים אוניברסלי כך להעריך כל תוכנית על בסיס כל מקרה לגופו. ודא כי תכנית הדגימה קובעת מקומות הדגימה, פעמים ואת שיטת הדגימה המדויקת. ראה איור 1 עבור תוכנית דגימה השתמשו במחקר במקרה זה.
הערה: במחקר במקרה זה, פירות יער ענבים מתוך שיבוט אחד (. Cv גפן היין קורבינה, שיבוט 48) נאספו משבע כרמים מסחריים בשלושה אזורי מאקרו שונים במחוז ורונה (אגם גארדה, Valpolicella ו Soave). המאפיינים העיקריים של כל כרם מסוכמים בטבלה....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
מקרה המבחן המתואר במאמר זה ניב מטריקס נתונים סופי הכולל 552 אותות (תכונות מ '/ z) כוללים יונים מולקולריים בתוספת איזוטופים שלהם, adducts ושברים מסוימים, לכמת יחסית בקרב 189 דגימות (7 כרמים x 3 שלבי הבשלת x 3 x עונות גידול 3 משכפל ביולוגי). המספר הכולל של נקודות נתונים ולכן היה 104,328. ניתוח עץ הפיצול הביא ביאור של 282 תכונות מ '/ z, מתאים מטבוליטים בתוספת adducts, איזוטופים ושבר. ניתוח גישוש של מטריקס הנתונים כולו על ידי .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
מאמר זה מתאר את metabolomics, transcriptomics ופרוטוקולים ניתוח סטטיסטי המשמש לפרש את המושג טרואר ברי ענבים. ניתוח Metabolomics ידי HPLC-ESI-MS הוא רגיש מספיק כדי לזהות מספר רב של מטבוליטים זמנית, אבל quantitation ביחס מושפע השפעה מטריקס ודיכוי / שיפור יון. עם זאת, גישה דומה כבר נעשה שימוש כדי לתאר את הבשלת ופוסט הקציר מצמית של פירות יער קורבינה, ואת תיקון תופעות מטריקס הייתה השפעה מוגבלת על תוצאות 5. יתר על כן, מחקר שנערך לאחרונה בקנה מידה גדול רב מכשיר הבין-מעבדה לקבו.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין מה לחשוף.
תודות
עבודה זו נהנתה מפעילויות הרשת המתואמות במסגרת COST ACTION FA1106 במימון האיחוד האירופי "גישה מערכתית משולבת לקביעת מנגנוני ההתפתחות השולטים באיכות הפרי הבשרני בעגבנייה ובגפן". עבודה זו נתמכה על ידי פרויקט 'Completamento del Centro di Genomica Funzionale Vegetale' במימון קרן בנק CARIVERONA ועל ידי פרויקט 'Valorizzazione dei Principali Vitigni Autoctoni Italiani e dei loro Terroir (Vigneto)' במימון המשרד האיטלקי למדיניות חקלאות ויערנות. SDS מומן על ידי משרד האוניברסיטאות והמחקר האיטלקי FIRB RBFR13GHC5 פרויקט "הפלסטיות האפיגנומית של גפן בגנוטיפ לאינטראקציות סביבתיות".
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מטחנת טחנה | IKA | IKA A11 בסיסי | |
| HPLC דגימה אוטומטית | בקמן קולטר | - | מערכת זהב 508 דגימה אוטומטית |
| HPLC מערכת | בקמן קולטר | - | מערכת זהב 127 מודול ממס HPLC |
| C18 עמוד שמירה | גרייס | - | Alltima HP C18 (7.5 מ"מ x 2.1 מ"מ; 5 μ m) עמוד שמירה |
| C18 עמוד | Grace | - | Alltima HP C18 (150 מ"מ x 2.1 מ"מ; 3 μ m) |
| Column Mass Spectometer | Bruker Daltonics | - | Bruker Esquire 6000; ספקטומטר המסה היה מצויד במקור ESI והמנתח היה מלכודת יונים. |
| ממיסי מיצוי ומאגרי HPLC | סיגמא | 34966 | מתנול LC-MS כיתה |
| סיגמא | 94318 | חומצה פורמית LC-MS כיתה | |
| סיגמא | 34967 | אצטוניטריל LC-MS כיתה | |
| סיגמא | 39253 | מים מסנני | |
| (0.2 μ מ) | Sartorius | 17764 | |
| תוכנות לאיסוף נתונים (א) ועיבוד (ב) | Bruker Daltonics-Bruker | Daltonics Esquire 5.2 Control (a); Esquire 3.2 ניתוח נתונים ותוכנות MzMine 2.2 (ב) | |
| ערכת RNA כוללת של צמח ספקטרום | Sigma-Aldrich | STRN250-1KT | לסך ה-RNA Extractino מפריקפת ענבים |
| Nanodrop 1000 | Thermo Scientific | 1000 | |
| BioAnalyzer 2100 | Agilent Technologies | G2939A | |
| RNA 6000 Nano Reagents | Agilent Technologies | 5067-1511 | |
| שבבי RNA | Agilent Technologies | 5067-1511 | |
| Agilent Gene Expression Wash Buffer 1 | Agilent Technologies | 5188-5325 | |
| Agilent Gene Expression Wash Buffer 2 | Agilent Technologies | 5188-5326 | |
| ערכת תיוג LowInput QuickAmp בצבע אחד | Agilent Technologies | 5190-2305 | |
| ערכת RNA Spike In - Agilent בצבע אחד | טכנולוגיות | 5188-5282 | |
| ערכת הכלאה לביטוי גנים | Agilent Technologies | 5188-5242 | |
| RNeasy Mini Kit (50) | Qiagen | 74104 | לטיהור cRNA |
| Agilent SurePrint HD 4X44K 60-mer Microarray | Agilent Technologies | G2514F-048771 | |
| eArray | Agilent Technologies | - | https://earray.chem.agilent.com/earray/ |
| Gasket slides | Agilent Technologies | G2534-60012 | Enable Agilent SurePrint Microarray 4-array Hybridization |
| אמבט תרמוסטטי | Julabo-Hybridization | ||
| Chamber | Agilent טכנולוגיות | G2534-60001 | |
| תנור היברידיזציה מיקרו-מערך | Agilent Technologies | G2545A | |
| היברידיזציה תנור מסובב מתלה | Agilent Technologies | G2530-60029 | |
| מוט המרת מתלה מסובב | Agilent Technologies | G2530-60030 | |
| ערכת צביעה | Bio-Optica | 10-2000 | צלחת מכתים שקופיות ומתלה שקופיות |
| מכשיר בוחש מגנטי | AREX חימום בוחש מגנטי | F20540163 | |
| תנור תרמוסטטי | Thermo Scientific | Heraeus - 6030 | |
| Agilent Microarray Scanner | Agilent Technologies | G2565CA | |
| קרוסלת סורק, 48 מצבים | Agilent Technologies | G2505-60502 | |
| מחזיקי שקופיות | Agilent Technologies | G2505-60525 | |
| תוכנת חילוץ תכונות v11.5 | Agilent טכנולוגיות | בתוך סורק Agilent Microarray G2565CA | |
| אומטריית | תוכנה SIMCA + V13 |
מקורות
- Jessome, L. L., Volmer, D. A. Ion suppression: A major concern in mass spectrometry. Lc Gc N Am. 24 (5), 498-510 (2006).
- Kim, H. K., Choi, Y. H., Verpoorte, R. NMR-based plant metabolomics: where do we stand, where do we go? Trends Biotech. 29 (6), 267-275 (2011....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
