Il metodo sviluppato della marcatura del 13C6-glucosio combinato con la cromatografia liquida e la spettrometria di massa ad alta risoluzione è versatile e pone le basi per studi futuri sugli organi primari e sui percorsi coinvolti nella sintesi di metaboliti secondari nelle piante medicinali, nonché sull'utilizzo completo di questi metaboliti secondari.
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Articolo metodologico
13Marcatura del C6-glucosio associata a LC-MS: identificazione degli organi primari delle piante nella sintesi di metaboliti secondari
In questo articolo
Sommario
Abstract
Questo articolo presenta un metodo nuovo ed efficiente per certificare gli organi primari coinvolti nella sintesi dei metaboliti secondari. Come il più importante metabolita secondario in Parispolyphylla var. yunnanensis (Franch.) Mano. -Mzt. (PPY), la saponina di Parigi (PS) ha una varietà di attività farmacologiche e la PPY è sempre più richiesta. Questo studio ha stabilito quattro trattamenti per certificare con precisione gli organi primari coinvolti nella sintesi delle saponine di Parigi VII (PS VII). Combinando cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS), i rapporti 13C/12C di foglia, rizoma, fusto e radice in diversi trattamenti sono stati calcolati in modo rapido e accurato e sono stati trovati quattro tipi di rapporti di picco ionico isotopico PS (M−): (M+1) −/M−, (M+2) −/M−, (M+3) −/M− e (M+4) −/M−. I risultati hanno mostrato che il rapporto di 13C/12C nei rizomi dei trattamenti di alimentazione staminale-vascolare e rizoma era significativamente più alto di quello del trattamento non alimentare. Rispetto al trattamento senza alimentazione, il rapporto tra le molecole di PS VII (M+2) −/M− nelle foglie è aumentato significativamente durante i trattamenti di alimentazione fogliare e stelo vascolare. Contemporaneamente, rispetto al trattamento senza alimentazione, il rapporto tra le molecole di PS VII (M+2) −/M− nelle foglie sottoposte a trattamento con rizoma non ha mostrato differenze significative. Inoltre, il rapporto tra le molecole di PS VII (M+2) −/M− nel fusto, nella radice e nel rizoma non ha mostrato differenze tra i quattro trattamenti. Rispetto al trattamento senza alimentazione, il rapporto tra la molecola di saponina Paris II (PS II) (M+2) -/M− nelle foglie sottoposte a trattamento di alimentazione fogliare non ha mostrato differenze significative e il rapporto (M+3) −/M− delle molecole di PS II nelle foglie sottoposte a trattamento di alimentazione fogliare era inferiore. I dati hanno confermato che l'organo primario per la sintesi di PS VII sono le foglie. Getta le basi per la futura identificazione degli organi primari e delle vie coinvolte nella sintesi dei metaboliti secondari nelle piante medicinali.
Introduzione
Le vie biosintetiche dei metaboliti secondari nelle piante sono intricate e diversificate e coinvolgono organi di accumulo altamente specifici e diversificati1. Attualmente, i siti di sintesi specifici e gli organi responsabili dei metaboliti secondari in molte piante medicinali non sono ben definiti. Questa ambiguità pone un ostacolo significativo all'avanzamento strategico e all'attuazione di metodi di coltivazione progettati per ottimizzare sia la resa che la qualità dei materiali medicinali.
La biologia molecolare, la biochimica e le tecniche di marcatura isotopica sono ampiamente impiegate per svelare le vie di ....
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Protocollo
1. Preparazione sperimentale
- Assicurati che durante la crescita delle piante, l'umidità relativa della serra sia del 75%, le temperature giorno/notte siano di 20 °C/10 °C, il fotoperiodo sia composto da 12 ore di giorno e 12 ore di notte e l'intensità della luce sia di 100 μmol·m-2·s-1. Fornire irraggiamento tramite lampade a diodi emettitori di luce (LED), mantenendo una distanza di 30 cm tra la lampada a LED e la chioma della pianta.
NOTA: Il fotoperiodo e l'intensità della luce sono in base al numero di ore di sole durante il periodo di crescita in Yunnan. L'irraggiamento viene misurato di routine da un sensore qu....
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Risultati
Per confermare che l'apporto di 13C6-glucosio nei rizomi ha avuto successo, abbiamo ulteriormente analizzato i rapporti isotopici 13C/12C nei rizomi. I rapporti isotopici 13C/12C dei trattamenti 3 e 4 erano molto più alti di quelli del trattamento 2 (Figura 1A). I risultati hanno indicato che 13C6-glucosio dei trattamenti 3 e 4 sono entrati nei rizomi attraverso l'ingestione.
I.......
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Discussione
Il successo dell'implementazione di questo protocollo si basa su una ricerca completa sulle proprietà fisiologiche delle piante, sui tessuti, sugli organi e sui metaboliti secondari. L'approccio di progettazione sperimentale delineato nel protocollo getta solide basi per lo studio delle vie biosintetiche dei metaboliti secondari delle piante. I fattori critici in questo esperimento sono (1) determinare l'età delle piantine perenni e (2) scegliere il corretto momento di marcatura-rilevamento degli isotopi. Le piante medic.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato finanziato dalla National Natural Science Foundation of China's Youth Program (n. 82304670).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 0,1% acqua di acido formico | Chengdu Kelong fabbrica di reagenti chimici | 44890 | |
| 13< / sup>C6< / sub>-glucosio in polvere | MERCK | 110187-42-3 | |
| acetonitrile | Chengdu Kelong fabbrica di reagenti chimici | 44890 | |
| AUTOCAMPIONATORE FIALE | Biosharp Biotechnology Company | 44866 | |
| BEH C18 colonna | Acque, Milfor, MA | 1.7μ m,2.1*100 mm | |
| Pulitore ad ultrasuoni CNC | Kunshan Ultrasound Instrument Co., Ltd | KQ-600DE | |
| Compound DiscovererTM software | Thermo Scientific, Fremont,CA | 3 | |
| Compound DiscovererTM | Thermo Scientific, Fremont, CA | 3 | |
| Forno | DHG-9146A | ||
| Bilancia analitica elettronica | Sedolis Scientific Instruments Beijing Co., Ltd | SOP | |
| Etanolo | Chengdu Kelong Chemical Reagent Factory | 44955 | |
| Macinatore rapido per campioni completamente automatico | Tecnologia Shanghai Jingxin | Tissuelyser-48 | |
| Gas Cromatografia-Rapporto isotopico stabile Spettrometro di massa | Thermo Fisher | Delta V Advantage | |
| Hoagland Solution | Sigma-Aldrich | H2295-1L | |
| Serbatoio idroponico | JRD | 1020421 | |
| Software Isodat | Thermo Fisher Scientific | 3 | |
| Cromatografia liquida spettrometria di massa ad alta risoluzione | Agilent Technology | Agilent 1260 -6120 | |
| Strumento di produzione di azoto | PEAK SCIENTIFIC | Genius SQ 24 | |
| Filtro in fase organica | Tianjin Jinteng Experimental Equipment Co., Ltd | 44890 | |
| Pompa di ossigeno | Magic Dragon | MFL | |
| Quantum sensore | Highpoint | UPRtek | |
| Scalpel | Handskit | 11-23 | |
| Aspersione può | CHUSHI | WJ-001 | |
| Xcalibur software | Thermo Fisher Scientific | 4.2 |
Riferimenti
- Erb, M., Kliebenstein, D. J. Plant secondary metabolites as defenses, regulators, and primary metabolites: The blurred functional trichotomy. Plant Physiol. 184 (1), 39-52 (2020).
- Li, Y., Kong, D., Fu, Y., Sussman, M. R., Wu, H.
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Ristampe e permessi
