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Artigo de método

O Conceito Terroir Interpretado através da baga da uva Metabolomics e transcriptómica

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DOI:

10.3791/54410

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5 de outubro de 2016

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* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Este artigo descreve a aplicação de metabolômica irrelevantes, transcriptomics e análise estatística multivariada para transcrições baga da uva e metabolitos, a fim de ter uma visão sobre o conceito terroir, ou seja, o impacto do meio ambiente sobre características de qualidade de baga.

Resumo

Terroir refere-se à combinação de fatores ambientais que afetam as características das culturas como videira (Vitis vinifera) de acordo com determinados habitats e práticas de gestão. Este artigo mostra como certos assinaturas terroir pode ser detectado no metaboloma baga e transcriptoma do Corvina videira cultivar utilizando análise estatística multivariada. O método requer primeiro um plano de amostragem adequada. Neste estudo de caso, um clone específico da cultivar Corvina foi selecionado para minimizar as diferenças genéticas, e amostras foram coletadas em sete vinhas representando três diferentes macro-regiões durante as três estações de crescimento diferentes. Uma abordagem não segmentados metabolômica LC-MS é recomendado devido à sua alta sensibilidade, acompanhado de processamento de dados eficiente usando software MZmine e uma estratégia de identificação metabólito com base na análise da árvore de fragmentação. análise de transcriptoma global pode ser conseguido usando microarrayscontendo sondas cobrindo ~ 99% de todos os genes de videira preditos, permitindo a análise simultânea de todos os genes expressos diferencialmente no contexto de diferentes terrenos de. Finalmente, a análise de dados multivariados com base em métodos de projecção pode ser utilizado para ultrapassar o efeito forte específico da vindima, permitindo que os dados e metabolômicas transcriptômica a ser integrados e analisados ​​em pormenor, para identificar as correlações informativos.

Introdução

análise de dados em larga escala com base nos genomas, transcriptomes, proteomas e metabolomes de plantas oferece uma visão sem precedentes sobre o comportamento de sistemas complexos, tais como as características terroir do vinho que refletem as interações entre plantas de videira e seu ambiente. Porque o terroir de um vinho pode ser diferente, mesmo quando clones de videira idênticos são cultivadas em vinhedos diferentes, a análise genômica é de pouca utilidade, porque os genomas clonais são idênticos. Em vez disso, é necessário olhar para as correlações entre a expressão do gene e as propriedades metabólicas das bagas, que determinam os traços de vinho de qualidad....

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Protocolo

1. Selecione os materiais apropriados e construir um plano de amostragem

  1. Comece a experiência através do desenvolvimento de um plano de amostragem adequada. Não há uma abordagem genérica e universal, de modo avaliar cada plano numa base caso-a-caso. Certifique-se de que o plano de amostragem indica os locais de amostragem, horários e o procedimento de amostragem precisa. Veja a Figura 1 para o plano de amostragem utilizado neste estudo de caso.
    NOTA: Neste estudo de caso, bagas de uva de um único clone (. Vitis vinifera cv Corvina, clone 48) foram coletadas de sete vinhedos comerciais em três diferentes macro-regiões da pro....

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Resultados

O estudo de caso descrito neste artigo resultou em uma matriz de dados final com 552 sinais (m / z recursos), incluindo iões moleculares mais seus isótopos, adutos e alguns fragmentos, relativamente quantificados entre 189 amostras (7 vinhas x 3 estádios de maturação x 3 períodos de crescimento x 3 repetições biológicas). O número total de pontos de dados foi, portanto, 104.328. A análise da árvore fragmentação resultou na anotação de 282 características m / z, correspo.......

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Discussão

Este artigo descreve os metabolômica, transcriptomics e protocolos de análise estatística utilizados para interpretar o conceito de terroir baga da uva. Metabolómica análise por meio de HPLC-ESI-MS é suficientemente sensível para detectar um grande número de metabolitos simultaneamente, mas a quantificação relativa é afectado pelo efeito da matriz e de iões de supressão / realce. No entanto, uma abordagem semelhante já foi usado para descrever o amadurecimento e fulminante pós-colheita de frutos Corvina, e a correção de.......

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Divulgações

Os autores não têm nada a divulgar.

Agradecimentos

Este trabalho beneficiou das atividades de ligação em rede coordenadas no âmbito da AÇÃO COST FA1106 financiada pela UE "Uma abordagem de sistemas integrados para determinar os mecanismos de desenvolvimento que controlam a qualidade dos frutos carnudos em tomate e videira". Este trabalho foi apoiado pelo projeto «Completamento del Centro di Genomica Funzionale Vegetale», financiado pela Fundação CARIVERONA Bank, e pelo projeto «Valorizzazione dei Principali Vitigni Autoctoni Italiani e dei loro Terroir (Vigneto)», financiado pelo Ministério das Políticas Agrícolas e Florestais italiano. O SDS foi financiado pelo Ministério Italiano da Universidade e Pesquisa FIRB RBFR....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Moedorde Moinho IKAIKA A11 amostrador
Beckman Coulter -System Gold 508 Autosampler
HPLC SystemBeckman Coulter -System Gold 127 Módulo de Solvente HPLC
C18 Guard ColumnGrace -Alltima HP C18 (7.5 mm x 2.1 mm; 5 μ m) Coluna de Guarda
C18 ColunaGrace -Alltima HP C18 (150 mm x 2.1 mm; 3 μ m)
Espectômetro de Massa em ColunaBruker Daltonics -Bruker Esquire 6000; O espectômetro de massa foi equipado com uma fonte ESI e o analisador era uma armadilha de íons.
Solventes de extração e tampões de HPLCSigma34966Metanol LC-MS grau
Sigma94318Ácido fórmico LC-MS grau
Sigma34967Acetonitrila LC-MS grau
Sigma39253Água  Filtros de
(0,2 μ m)Sartorius17764
Softwares para coleta de dados (a) e processamento (b)Bruker Daltonics-BrukerDaltonics Esquire 5.2 Controle (a); Esquire 3.2 Análise de Dados e MzMine 2.2 softwares (b)
Spectrum Plant Total RNA kitSigma-AldrichSTRN250-1KTPara extrato total de RNA de pericarpos de uva
Nanodrop 1000Thermo Scientific1000
BioAnalyzer 2100Agilent TechnologiesG2939A
RNA 6000 Nano ReagentesAgilent Technologies5067-1511
Chips de RNAAgilent Technologies5067-1511
Agilent Tampão de Lavagem de Expressão Gênica 1Agilent Technologies5188-5325
Tampão de Lavagem de Expressão Gênica Agilent 2Agilent Technologies5188-5326
Kit de Rotulagem QuickAmp de Baixa Entrada One-ColorAgilent Technologies5190-2305
Kit RNA Spike In - One-ColorAgilent Tecnologias5188-5282
Kit de Hibridização de Expressão GênicaAgilent Technologies5188-5242
RNeasy Mini Kit (50)Qiagen74104Para Purificação de cRNA
Agilent SurePrint HD 4X44K 60-mer MicroarrayAgilent TechnologiesG2514F-048771 
eArrayAgilent Technologies-https://earray.chem.agilent.com/earray/
Lâminas de juntaAgilent TechnologiesG2534-60012Habilitar Agilent SurePrint Microarray 4-array Hibridização
Banho TermostáticoCâmara de Hibridização Julabo-Hybridization
Agilent TechnologiesG2534-60001
Forno de Hibridização de MicroarrayAgilent TechnologiesG2545A
Rack de Rotador de Forno de HibridizaçãoAgilent TechnologiesG2530-60029
Haste de Conversão de Rack de RotadorAgilent TechnologiesG2530-60030
Kit de coloraçãoBio-Optica10-2000Prato de coloração deslizante e rack de slides
Dispositivo de agitador magnéticoAREX Aquecedor Magnético Agitador MagnéticoF20540163 
Forno termostáticoThermo ScientificHeraeus - 6030
Agilent Microarray Scannerde scanner de G2565CAde Agilent Technologies
, 48 posiçõesAgilent TechnologiesG2505-60502
Suportes de slidesAgilent TechnologiesG2505-60525
Software de extração de recursos v11.5Agilent Tecnologiasdentro do scanner de microarray Agilent G2565CA
SIMCA + V13 SoftwareUmetrics
automático de HPLC básico seringa Minisart RC 4 de grau LC-MS Carrossel

Referências

  1. Jessome, L. L., Volmer, D. A. Ion suppression: A major concern in mass spectrometry. Lc Gc N Am. 24 (5), 498-510 (2006).
  2. 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....

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Reimpressões e permissões

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