Анализ данных Крупномасштабное на основе геномов, Транскриптом, протеомов и metabolomes растений обеспечивает беспрецедентное понимание поведения сложных систем, таких как терруара характеристик вина, которые отражают взаимодействие между виноградной лозы растений и окружающей их средой. Поскольку терруар вина могут быть различны, даже если идентичные клоны виноградная лоза выращивается в разных виноградников, анализ геномика мало пользы, так как клональные геномы одинаковы. Вместо этого необходимо посмотреть на корреляции между экспрессией генов и метаболических свойств ягод, которые определяют качество черты вина. Анализ экспрессии генов на уровне транскриптома выгоды от аналогичных химических свойств всех транскриптов, что облегчает количественный анализ путем использования универсальных характеристик, таких как гибридизации с иммобилизованными зондами на микрочипов. В противоположность этому, универсальные аналитические методы в протеомики ай метаболомика являются более сложными из-за огромного физического и химического разнообразия отдельных белков и метаболитов. В случае метаболомике это разнообразие еще более экстремальным, поскольку отдельные метаболиты значительно различаются по размеру, полярности, изобилия и волатильности, поэтому ни один процесс экстракции или аналитический метод предлагает целостный подход.
Среди аналитических платформ, подходящих для нелетучих метаболитов, те, которые основаны на высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС) значительно более чувствительны, чем альтернативные варианты, такие как HPLC с ультрафиолетовым или диодных матричных детекторов (ВЭЖХ-УФ, ВЭЖХ-DAD ) или ядерного магнитного резонанса (ЯМР), но количественный анализ с помощью ВЭЖХ-МС могут влиять такие явления, как эффект матрицы и подавления ионов / улучшения 1-3. Исследование таких эффектов при анализе ягод винограда Корвина с помощью ВЭЖХ-МС с использованием источником ионизации электрораспылением (ВЭЖХ-ESI-MS), показал, что сахара и другие молекулы с самыми низкими временами удерживания были сильно занижены, вероятно, также отражающий большое число молекул в этой зоне, и что обилие других молекул могут быть занижены, завышены или не зависит от матричного эффекта , но нормализация данных для матричного эффекта , казалось, имеют ограниченное влияние на общие результаты 4,5. Описанный здесь способ оптимизирован для анализа средней полярности метаболитов, которые накапливаются на высоких уровнях в виноградных ягод во время созревания, и которые могут оказывать значительное влияние терруара. Они включают в себя антоцианы, флавонолы, флаван-3-олы, процианидины, другие флавоноиды, ресвератрол, стильбены, гидроксикоричными кислоты и гидроксибензойной кислоты, которые вместе определяют цвет, вкус и свойства, связанные со здоровьем вин. Другие метаболиты, такие как сахара и алифатических органических кислот, игнорируются, поскольку Количественное определение с помощью ВЭЖХ-МС является ненадежным из-за матрицы эфт и подавление ионных явлений 5. В пределах диапазона полярности , выбранной с помощью этого метода, подход нецелевой в том , что он направлен на обнаружение , как много различных метаболитов максимально 6.
Методы транскриптомика , которые позволяют тысячи виноградной лозы транскриптов, подлежащих мониторингу одновременно облегчается наличием последовательности генома 7,8 полный виноградной лозы. Ранние методы транскриптомика, основанные на высокой пропускной способности кДНК последовательности развивались с появлением следующего поколения последовательности в набор процедур, описанных в совокупности, как РНК-Seq технологии. Такой подход быстро становится методом выбора для транскриптомике исследований. Тем не менее, большая часть литературы на основе микрочипов, которые позволяют тысячи транскриптов быть количественно параллельно с помощью гибридизации, накопила для виноградной лозы. Действительно, прежде чем РНК Seq стала основной технологией, многие специализированные коммерческие микрочипов платформы былиразработаны позволяя виноградная транскриптомный быть осмотрены в мельчайших подробностях. Среди огромного множества платформ, только два позволил геному анализ транскриптом 9. Наиболее эволюционировали массив позволил гибридизацию до 12 независимых выборок на одном устройстве, что позволяет снизить затраты каждого эксперимента. 12 подмассивы каждая из которых содержит 135000 60-мерных зондов, представляющих 29,549 виноградной лозы стенограммы. Это устройство было использовано в большом количестве исследований 10-24. Эти две платформы теперь было прекращено , но новый заказ микрочипов недавно был разработан и представляет собой более недавнее развитие , поскольку она содержит еще большее количество зондов , представляющих дополнительные недавно обнаруженных генов виноградной лозы 25.
Наборы данных большой продажи, произведенные транскриптомика и Метаболомика анализа требуют подходящих статистических методов для анализа данных, включая многомерные методы для определения корреляции между различной формыs данных. Наиболее широко используемые многомерные методы, основанные на проекции, и они могут быть без присмотра, например, анализа главных компонент (PCA), или под контролем, такие как двунаправленного ортогональной проекции на латентные структуры дискриминантный анализ (O2PLS-DA) 26. Протокол, представленные в этой статье используется РСА для анализа поисковых данных и O2PLS-DA для выявления различий между группами образцов.