바이오 기반 산업을위한 원료로 담배 나무와 포플러의 평가에 대한 성적 증명서 및 대사 산물 프로파일

Environment
 

ERRATUM NOTICE

Summary

식물 바이오 매스 연료, 사료, 음식과 다양한 재료를 포함한 여러 제품에 대한 재생 가능한 자원을 제공합니다. 본 논문에서 우리는 담배 나무 (는 담배 glauca)과 바이오 리파이너리 파이프 라인 포플러으로 적합 소스의 속성을 조사합니다.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Ruprecht, C., Tohge, T., Fernie, A., Mortimer, C. L., Kozlo, A., Fraser, P. D., Funke, N., Cesarino, I., Vanholme, R., Boerjan, W., Morreel, K., Burgert, I., Gierlinger, N., Bulone, V., Schneider, V., Stockero, A., Navarro-Aviñó, J., Pudel, F., Tambuyser, B., Hygate, J., Bumstead, J., Notley, L., Persson, S. Transcript and Metabolite Profiling for the Evaluation of Tobacco Tree and Poplar as Feedstock for the Bio-based Industry. J. Vis. Exp. (87), e51393, doi:10.3791/51393 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

식품, 사료, 에너지와 물에 대한 글로벌 수요가 미래 세대를위한 특별한 도전을 포즈. 그것은 재생 가능한 자원의 탐사를위한 강력한 플랫폼은 이러한 문제를 극복하기 위해 필요한 것은 분명하다. 다국적 프레임 워크 MultiBioPro 내에서 우리는 식물 바이오 매스의 사용을 최대화하기 위해 바이오 리파이너리 파이프 라인을 개발하고있다. 보다 구체적으로, 우리는 당화, 이소 프레 노이드, 긴 사슬 탄화수소 내용, 섬유 품질 및 suberin 리그닌 내용을 개선하기위한 대상 작물로 포플러와 담배 나무 (는 담배 glauca)를 사용합니다. 이러한 출력을 얻기 위해 사용하는 방법은 GC-MS, LC-MS와 RNA 시퀀싱 플랫폼을 포함한다. 대사 파이프 라인이 잘 이러한 유형의 데이터를 생성하는 도구를 설립, 또한 만이 아니라 특징 대사 산물의 제한을 사용할 수 있습니다됩니다. 깊은 순서는 우리가 모든 담배 나무 잎의 발달 단계 중 현재 성적 증명서,하지만 시간을 포함 할 수된 담배의 순서로 다시 매핑 할로. 이러한 셋업으로, 우리는 기본 프로세스에 대한 기본적인 이해를하고 결과를 악용하는 산업 프레임 워크를 구축을 목표로하고 있습니다. 보다 장기적인 관점에서, 우리는 여기에서 생성 된 데이터를 원료로 포플러와 담배 나무를 사용하여 지속 가능한 바이오 리파이너리 공정 수단을 제공 할 것이라고 생각합니다. 샘플의 대사 산물의 기초 수준을 날짜하려면 분석되었으며, 사용 된 프로토콜은이 문서에서 제공됩니다.

Introduction

인구와 경제 성장은 음식, 물과 연료에 대한 수요 증가가 발생했습니다. 이러한 공급의 대부분은 생산, 가공 및 석유와 같은 유한 한 화석 기반의 수단을 사용하여 전송된다. 그것은 이러한 행위가 지속되지 않고, 다른 자원의 개발이 매우 중요하므로 1 건 것이라고하지만, 분명하다. 대부분의 재생 에너지는 현재 바람, 물, 운동, 태양 광, 지열 등의 악용되고, 다양한 각도로, 그리고 기반의 에너지 소스를 파. 또 다른 지속 가능하고 미개발 자원은 식물에서 바이오 매스이다. 이 자원은 또한 연료 2에 태양 유도 에너지를 변환하는 매우 비용 효율적인 방법을 제공합니다. 외에도 바이오 기반 연료를 제공부터, 식물 바이오 매스는 플라스틱, 세제, 가치있는 화학 물질을 포함하여 다른 제품에 대한 독특한 기회를 제공합니다.

주로 설탕 기반의 폴리머로 구성되어 식물 세포 벽, MAK식물의 바이오 매스의 주요 대부분을 ES 및 많은 노력이 현재 바이오 에탄올로의 효율적인 전환에 투자되고있다. 나머지 바이오 매스 이후 바이오 가스와 석유 관련 제품 3로 처리 될 수 있습니다. 셀룰로오스 계 바이오 매스의 대량 생산 풀과 나무 등의 다년생 식물 종의 대부분은 일반적으로 온대 지역에서 가장 성장. 그러나, 토지 면적의 약 20 %는 반 건조, 또한 그러므로 가뭄 4 경향이있다. 물론, 그것은 또한 효율적으로 에너지와 물질의 지속 가능한 생산에 기여할 수있는 식물이 건조한 땅을 육성하기 위해 관심을 가질 것입니다. 이 식물은 최적의 물 사용의 효율성과 가뭄 저항을하고 담배 나무 (는 담배 glauca)과 용설란 속에서 종을 포함 할 필요가있다.

MultiBioPro 컨소시엄이 중요 CR을 이용하여, 통합 바이오 리파이너리 파이프 라인을 구현하는 것을 목표영업 이익 종, 포플러, 담배 나무. 포플러는 빠르게 성장하고있다으로, 유망한 바이오 연료 작물로 부상 쉽게 clonally 전파하고 기후와 토양 조건의 넓은 범위에 높은 적응력했다. 또한, 목재, 섬유, 연료 목재 및 기타 임산물 5의 넓은 범위를 제공합니다. 담배 나무는 바이오 연료 및 바이오 리파이너리 목적에 적합한 식물로 떠오르고있다. 그것은 일반적으로 바이오 매스의 상당한 수량을 생산하고, 비 구조적 탄수화물 6의 높은 금액을 포함하고, 또한 바이오 디젤에 적합합니다 (긴 사슬 C 29-C 31 포화 탄화수소 및 트리 테르 페 노이드 포함) 쉽게 추출 못 먹는 오일의 대량 축적하는 드문 능력을 가지고 생산. 담배 나무는 또한, 유전 개선 의무가 높은 발아 능력을 가지고 있으며, 식품 생산에 사용되지 반 건조 토양에 행복하게 성장입니다. 따라서 포플러와 담배 나무가 모두 multip에 대한 본질적인 가능성이 나타납니다즉, 통합 바이오 기반 산업의 새로운 고 부가가치 원료로 urpose 작물. 본 논문에서 우리는 어떻게 담배 나무 예금 긴 사슬의 탄화수소를 분별하는 방법의 다양한 세트에 초점을 맞 춥니 다.

잎담배의 포화 장쇄 탄화수소의 생산 및 분비를 책임 근본적인 분자기구를 식별하기위한 시도에서, 우리는 기술을 기반으로 현대 "오 믹스"를 적용한다. 이 발달 잎 시리즈 (10 개 단계)의 RNA 서열을 포함하고 다중 대사 산물 프로파일 링은 사용 LC와 GC-MS를 (극성과 비극성 대사와 lipidomics에) 접근한다. 이러한 데이터는 유전자와 상관 식 또는 선행, 위에 나타낸 분자의 생합성의 발병에 채굴하는 데 사용됩니다. 이러한 노력의 투자 유망 유전자와 경로는 모델 종 애기 장대의 기능 테스트를 위해 사용되며, 궁극적으로 TOB에있는 생명 공학 기술에 대한 의무가 될 수있다ACCO 나무.

Protocol

1. 식물 소재

M2 전문 성장 매체를 포함하는 30cm 지름의 냄비는 담배 glauca 식물을 성장. 낮 20 ~ 25 ° C의 온도와 15 ° C.의 야간 온도, 온실에있는 식물을 성장 보조 빛 체제로 16 시간 빛과 8 시간의 어둠의 사이클을 사용합니다.

2. 샘플 준비

  1. 차 대사 산물의 경우 :
    1. 수확 식물 재료 (나뭇잎과 N.의 glauca의 줄기)과 동결 재료 즉시.
    2. 사흘 동안 동결 건조하여 냉동 식물 재료를 냉동 건조.
    3. 금속 공 믹서 분쇄기에 의해 동결 건조 된 샘플을 갈기.
    4. 2 ML의 원심 분리기 튜브 또는 유리 병에 나누어지는 미세 연마 건조 재료.
  2. 이차 대사 산물의 경우 :
    1. 수확 식물 조직 및 동결 재료 즉시.
    2. m로 고정 된 식물 조직을 갈기스테인리스 공 또는 박격포와 유 봉으로 ixer 밀.
    3. 2 ㎖의 원심 분리 관 (약 20 mg의 젖은 무게)로 나누어지는 미세 연마 조직.

GC-MS에 의한 차 대사 산물에 대한 대사 산물 프로파일 3. 추출 프로토콜

  1. 나누어지는 지상 건조 식물 소재 (잎의 10 ㎎과 줄기 물질 20 ㎎)을 2 ㎖의은, 둥근 바닥 튜브 스크류 캡.
  2. 10 초 동안 100 %의 메탄올과 소용돌이의 1,400 μl를 추가합니다.
  3. 10 초 동안 내부 정량적 기준과 소용돌이로 리비 톨의 60 μL (H 2 O 0.2 ㎎ / 밀리리터)를 추가합니다.
  4. 하나의 스테인레스 스틸 (지르코니아) 공을 추가하고 25 Hz에서 2 분 믹서 밀 자료를 균질화.
  5. 11,000 X g에서 10 분 동안 혼합을 원심 분리기.
  6. 유리 병에 뜨는을 전송합니다.
  7. 클로로포름 750 μl를 추가합니다.
  8. H 2 O 1500 μl를 추가하고 10 초 동안 혼합을 소용돌이.
  9. 에서 150 μl를 전송신선한 1.5 ML의 원심 분리기 튜브에 상위 단계 (극성 단계).
  10. 속도 진공 청소기를 사용하여 건조 샘플. 그것은 잔여 액체가 존재하지 않을 때까지 샘플을 3 내지 24 시간 동안 건조시킨다하는 것이 필수적입니다.
  11. 메 톡시 아민 염산염 (피리딘 20 ㎎ / ㎖)의 40 μl를 추가합니다.
  12. 37 ℃에서 2 시간 동안 수평 열 블록 통에 믹스를 흔들어
  13. 70 μl의 N-메틸-N을 추가 - (트리메틸 실릴) - 트리 플루오로 MSTFA 믹스.
  14. 37 ℃에서 2 시간 동안 혼합을 흔들어
  15. 11,000 X g에서 ~ 1 분 짧은 원심 분리하여 커버에 방울을 스핀 다운.
  16. GC-MS 분석에 적합한 유리 병에 액체를 전송합니다.

LC-MS에 의한 이차 대사 산물에 대한 대사 산물 프로파일 4. 추출

  1. 동토의 샘플을 500 ㎕의 메탄올을 추가합니다.
  2. 70 ° C (1,000 초 -1)에서 15 분 동안 thermomixer 쉐이크.
  3. 샘플을 (원심 분리기 5 마일N, 20,000 XG) 및 1.5 ㎖의 원심 관에 옮겨 액상.
  4. 원심 증발기 (를 Speed​​vac)과 액상을 냉동 건조.
  5. 건조 펠릿에 100 ㎕의 시클로 헥산 100 μL의를 MilliQ 물을 추가합니다.
  6. 실내 온도 (사용 소용돌이)에서 5 분 동안 샘플을 흔들어.
  7. 샘플 (5 분 20,000 XG)를 원심 분리기.
  8. LC-MS 분석을위한 원뿔 바닥과 LC-MS 주입 작은 유리 병에 물을 단계 (낮은 단계)의 80 μl를 전송합니다.

5. 데이터 분석

  1. Xcalibur, MarkerLynx, Metalign 7 XCMS 8을 구성하고 처리 할 수있는 데이터 분석을 선택합니다.
  2. 표 1의 화합물의 종류에 따라 관심의 검출 된 피크의 테이블을 준비합니다.
  3. 표준 화합물의 공동 용출 피크를 확인합니다.
  4. 이후의 MSN 분석, 구조적 특성 알고리즘 9, 10, 문학의를 사용하여 검출 된 피크를 주석urvey 및 대사 데이터베이스 검색 (11, 12).

6. 탄화수소 추출 13

  1. 갓 수확 N. 잠수함 2-20 분 동안 HPLC 급); glauca 잎 (메탄올, 에탄올, 클로로포름, 헥산 또는 석유 에테르 (비점 40 ~ 60 °의 C 또는 60-80 °의 C) 용매 (~ 200 mg)의 (5 ㎖.
  2. 잎을 제거하고 회전 증발에 의해 완전히 용매를 건조.
  3. 헥산을 Resuspend 샘플 (1 ㎖, HPLC 등급).
  4. 가스 크로마토 그래피 및 5973MSD에 하이픈을 사용하여 GC-MS 분석을 수행합니다. 다음과 같이 작동 조건이되어야합니다; 캐리어 가스, 0.9 ㎖의 분 -1 / 11 PSI의 유량으로 헬륨. 280 ℃에서 splitless 인젝터 샘플 (1 μl를) 주입 4 ° C / 분 C. ° 320에 올렸 전에 5 분 동안 70 ° C에서 기체 크로마토 그래피 오븐을 잡고 67.5 분의 총 시간을 만들고, 추​​가로 10 분 동안 최종 온도를 잡습니다. 280 ° C와 P에서 MS와 인터페이스를 설정erform 70 eV의 EI +를 사용하여 전체 검사 모드에서 MS와 10 ~ 800 D.에서 스캔
  5. 처음 크로마토 그램의 자동화 된 MS의 컨볼 루션 및 확인 시스템 구성 요소 및 NIST 98 MS 라이브러리를 사용하여 식별 된 것을 처리합니다.
  6. 알려진 확실한 기준을 유지 시간과 고전적인 조각의 패턴을 비교하여 포화 긴 사슬 알칸 탄화수소 (hexacosenol, nonacosane, triacontane, octacosenol, nonacosonal, hentriacontane, dotriacontane 및 tritriacontane)의 신분을 확인합니다.
  7. 정통 표준에서 생성 투여 량 반응 곡선 (0.07-2.5 MG)와 통합 피크 면적을 비교하여 정량적으로 탄화수소를 결정한다.
  8. 수단 및 Excel 소프트웨어를 사용하여 수단 (SEM)의 표준 오차를 계산한다.

이소 프레 노이드 (14) 7. 분석

  1. 2 절에서 설명한 바와 같이 균질화를 수행합니다. 원심 분리 관에 균질화 동결 건조 분말 10 ㎎에 무게.
  2. 분말에 순차적으로 250 ㎖의 메탄올을 추가 혼합 한 후 500 ㎖의 클로로포름 (실험실 시약 급)을 추가하고, 소용돌이로 교반하여 혼합.
  3. 20 분 동안 어둠 속에서 얼음에 샘플을 둡니다.
  4. 현탁액에 250 ㎖의 트리스-HCl 완충액 (100 mM의, 산도 7.5) 또는 물 (HPLC 급)를 추가하고 소용돌이로 교반하여 혼합한다.
  5. 수성 상으로부터 비극성을 분리하는 5 분 동안 12,000 rpm으로 (13,523 XG)에서 상기 혼합물을 원심 분리기. 이소 프레 노이드 추출물을 함유하는 비극성 클로로포름상은 아래쪽에있다.
  6. 새로운 원심 관에 위상을 전송합니다.
  7. 수성 상을 추가 500 ㎖의 클로로포름을 추가하고, 와동과 전술 한 바와 같이 원심 분리에 의해 두 번째 추출한다.
  8. 클로로포름 추출물을 결합하고 분석 할 때까지 -20 ° C에서 증발기와 저장소를 사용하여 건조하는 샘플을 가져옵니다.
  9. 재료를 재용하기 위해 건조 된 이소 프레 노이드 추출물을 50 ㎖의 에틸 아세테이트 (HPLC 급)를 추가합니다.
  10. C18에 3 ㎖를 주입UPLC ACQUITY 분리 모듈을 사용하는 컬럼. 안료를 구분하는 데 사용되는 그라데이션을 포함한다; A : 메탄올 / H 2 0 (50:50) 및 B : 아세토 니트릴 / 에틸 아세테이트 (75:25), 초기 조건은 30 % (V / V) 및 B는 70 % (V / V) (100)로 이동해야합니다 6 분 % 이상 B. 0.6 ㎖ / 분의 유속을 사용한다.
  11. 250 ~ 600 nm의에서 포토 다이오드 어레이 (PDA) 검출기를 지속적으로 용출액을 모니터링합니다.
  12. 공동 크로마토 그래피 정통 표준, 베타 카로틴 (프로 비타민 A), phytoene, 리코펜, 루테인과 제아잔틴 사이의 스펙트럼을 비교하여 구성 요소를 식별합니다.
  13. 용량 반응 곡선에서 정량화를 수행합니다.
  14. LC-MS를 사용하여 화합물을 확인; 비슷한 크로마토 그래피 조건을 사용합니다. 검출 Q-TOF 악기와 긍정적 인 모드로 APCI 이온화를 사용하여 수행해야합니다.
  15. 1.5 시간 동안 50 ° C에서 6 % KOH에서 추출하고 비누화 된 25 mg의 동결 건조 된 물질로 토코페롤 결정에 대한 수정 작업을 수행합니다.

이 프로토콜은 높은 품질의 RNA를 얻기 위해 RNeasy 키트 트리 졸 RNA 추출을 결합한다.

  1. 믹서 분쇄기에 의해 금속 공 2 ㎖ 원심 분리기 튜브 냉동 식물 재료 100 mg의 갈기.
  2. 1 ㎖ 트리 졸을 추가합니다.
  3. 4 ℃에서 12,000 XG에 10 분의 재료를 원심 분리기
  4. 새로운 반응 튜브에 뜨는을 전송합니다.
  5. 200 ㎕의 클로로포름을 추가 튜브를 여러 번 반전, 실온에서 3 분을 품어.
  6. 4 ℃에서 12,000 XG에 15 분 동안 혼합을 원심 분리기
  7. 새로운 반응 관에 위 수상 (약 700 μL)를 전송합니다.
  8. 에탄올의 약 2.5 볼륨 (100 %)를 추가 튜브를 여러 번 반전, -80 ° C에서 30 분 동안 배양
  9. 키트에서 스핀 컬럼에 대한 침전물을 포함하는 샘플을 이동합니다.
  10. 8,000 XG에 15 초 동안 열을 원심 분리기, 그리고 F를 폐기을 통해 저.
  11. 8,000 X g에서 스핀 열 15 초 동안 원심 분리기 700 μL 버퍼 RW1을 추가합니다. 을 통해 흐름을 폐기하십시오.
  12. 스핀 컬럼에 500 μL 버퍼 RPE를 추가하고 8,000 X g에서 15 초 동안 열을 원심 분리기. 을 통해 흐름을 폐기하십시오.
  13. 8,000 X g에서 스핀 열 및 2 분 동안 원심 분리기 500 μL 버퍼 RPE를 추가합니다.
  14. 새로운 1.5 ㎖의 반응 관에 스핀 열을 배치하고 50 μL의 RNase가없는 물을 추가합니다.
  15. RNA를 용출 8,000 XG에서 1 분 동안 열을 원심 분리기.
  16. 제조업체의 지침에 따라 Ambion의 DNA 프리 키트를 사용하여 잔류 DNA를 제거합니다.
  17. RNA의 품질을 결정합니다. RNA는 8 위의 RNA 무결성 번호 (RIN)을해야한다.
  18. 차세대 염기 서열의 RNA를 보냅니다.

Representative Results

그림 1의 HPLC 프로파일은 N.의 이소 프레 노이드 분석의 대표적인 결과를 보여줍니다 glauca 잎 추출물. 위의 다른 C40의 이소 프레 노이드와는 포토 다이오드 어레이 (PDA) 검출기를 사용하여 검출 하였다. 피크 공동 크로마토 그래피 정통 표준, 베타 카로틴 (프로 비타민 A), phytoene, 리코펜, 루테인과 제아잔틴 사이의 스펙트럼 비교를 기반으로 주석했다. 도 2에서 두 개의 MS 크로마토 그램에서 N. 차 대사 산물의 분석 결과를 보여준다 glauca 잎과 줄기 소재, 각각. 세린 (화살표로 표시)에 대응하는 피크의 MS 스펙트럼은 또한 예를 들어 설명한다.도 3 Bioanalyzer가 RNA의 품질과 장치의 대표적인 출력을 결정하기 위해 사용 나타낸다. 크로마토 그램의 두 가지 주요 피크는 샘플에있는 그대로 RNA를 나타내는 18 S 25 S의 리보솜 RNA에 해당. 파편이 늑골의 추가 피크osomal RNA는 부분적으로 또는 크게 저하 RNA의 경우에 나타납니다.

그림 1
그림 1. N.에서 잎 추출물에 존재하는 이소 프레 노이드를 보여주는 HPLC 프로필 glauca. 위의 C40과 대부분의 이소 프레 노이드는 GC-MS 분석에 순종하지 않습니다. 따라서 우리는 포토 다이오드 어레이 검출을 HPLC 분리를 사용했습니다. 450 nm에서 기록 전형적인 크로마토 그램이 표시됩니다. 카로티노이드 색소는 루테인 두드러진 광합성 조직의 전형이다. 또한 현재는 높은 빛 스트레스 아래에 배치하지 않는 한 거의 잎 조직에서 발견되는, 제 아크 산틴된다. 제아잔틴의 수준이이 가치가 높은 화합물의 좋은 소스합니다. 큰 V를 보려면 여기를 클릭하세요이 그림의 ersion.

그림 2
그림 2. MS 크로마토 그램과 N.의 스펙트럼 glauca 조직 추출물. 총 이온 MS 잎의 크로마토 그램 (TIC) 및 GC-MS에 의해 측정 추출물 줄기는 (70~6백m / Z) 제공됩니다. GC-MS 분석은 (15)에서 전술 한 바와 같이 수행 하였다. 검출 된 피크는 질량 스펙트럼 태그 라이브러리를 사용하여 주석이되었다. 세린 (2TMS)의 MS 스펙트럼을 예로 표시됩니다. MS 크로마토 그램 : X 축 및 Y 축이 보유 시간 (분) 및 신호 강도 (풍부)을 나타내는, MS 스펙트럼 : X 축과 Y 축이 M / Z 비율 및 신호의 강도 (풍부)을 나타내였다. 더 보려면 여기를 클릭하십시오이미지.

그림 3
그림 3. N.의 RNA 서열을 준비 RNA의 Bioanalyzer 측정 glauca 잎 재료. 우리는 트리 졸 시약을 사용하여 RNA를 추출하고, 그 후 RNeasy 미니 키트 (Qiagen 사, 힐덴, 독일)에서 열을 사용하여 RNA를 정제 RNA 서열에 필요한 고순도의 RNA를 얻었다. 우리는 Bioanalyzer (애질런트, Waldbronn의, 독일)의 왼쪽에 표시를 사용하여 RNA의 품질을 결정했다. Bioanalyzer 출력의 예는 오른쪽에 기재되어 있습니다. 샘플의 두 가지 주요 피크는 18 S 25 S의 리보솜 RNA를 나타냅니다. 우리의 샘플은 잘 8 필요한 값보다 9.2 RNA 무결성 번호 (RIN)을 보여 주었다. 그녀를 클릭하십시오더 큰 이미지를 볼 수 전자.

Discussion

여기에 제시된 프로토콜은 대사와 성적 증명서에 담배 나무 잎을 분석 할 수있는 포괄적 인 프레임 워크를 제공합니다. 그것은 이러한 공동 노력은 탄화수소이 조직에 존재하는 높은 가치의 화합물의 합성 및 압출의 기초가되는 과정에 새로운 통찰력으로 우리를 제공해야한다는 예상된다. 이러한 접근 방식은 따라서 우리에게 화합물 합성되는 방법에 대한 더 나은 이해를 제공한다. 작품의 담배 트리 양태에 더하여, 또한, 특히 보조 벽 구조 lignification 타겟팅, 또한 우리가 유용한 화합물의 추출을 위해 수피를 사용할 수 있는지 여부를 탐구 포플러 생물량을 개선하는 것을 목표로한다.

본 논문에서 제시하는 방법은 신진 대사 프로파일에 대한 표준화 된 방법의 약간의 수정이다. 이러한 방법은 물론 알려진 신진 대사 프로파일로 제한하고 있으며, 그것은 몇 가지 새로운 신진 대사 피크 승으로 취득 할 수 있습니다 것이 가능하다HICH 더 화합물은 알 수 없습니다. 우리는 개발 시간 시리즈에 대사와 성적 증명서의 동작을 결합하여 다른 대사에 상황에서 이들 화합물을 넣을 수 있도록 노력하겠습니다.

여기에 제시된 방법 중 어느 것도 상당히 일반적으로 식물 재료에 사용되는 방법을 변경하지 않습니다. 흥미로운 점은 담배 나무 잎에서 주로 긴 사슬의 탄화수소 생산 및 수정을위한 기본 프레임 워크를 이해하는 방법의 조합에있다. 이러한 정보를 얻기위한 중요한 단계 중 하나는 서로 다른 데이터 형식의 후속 조합이다. 우리는 첫 번째 평가와 같은 데이터가 개발 통해 이들 데이터는 대사 물질 행동 대 사본을 추론하는데 사용되며, 또한 잠재적 인 경로로 특정 대사 산물을 할당하는 대사 / 사체의 동작에 따라 서로 다른 클러스터로 분할 될 것으로 구상 . 또한,보다 정교한 네트워크 기반 분석은 다음 t를 구상 아르오 인과 관계를 악용.

여기에 제시된 분석 프로토콜은 또한 현장 시험 및 바이오 매스 산업 개발을위한 기초를 제공 할 것입니다. 이 작업을 수행하기 위해 MultiBioPro 컨소시엄은 능력을 가지고 여러 산업 파트너가 더 바이오 디젤, 바이오 에탄올 등 고 부가가치 화합물을 제공하는 것을 목표로, 바이오 매스를 탐험이 포함되어 있습니다. 바이오 매스 개발의 이러한 유형의 기반으로 평가 될 것이다; (1) 생산 된 바이오 제품의 안정성과 품질을 테스트 (일반 산업 표준 테스트가 생성 된 제품은 좋은 시장 가치를 보장하기 위해 실시됩니다), (2), 기술, 경제, 사회, 환경 평가를 수행 할 것 문학 소스, 인터뷰 및 현장 실험 및 파일럿 플랜트 바이오 리파이너리 평가시 발생되는 재료를 사용하여. 이러한 활동은 비용 혜택 및 라이프 사이클 분석, 환경 서류 및 시장과 사업 동료의 생성을 포함합니다SS 전략. 우리는이 파이프 라인은 학계의 유용한 조화 될 것이라고 믿고, 소비자 최종 제품에 대한 더 포플러와 담배 나무 바이오 매스에 과학 및 산업 개발을 적용했다.

Disclosures

이러한 결과로 이어지는 연구 보조금 계약 번호 311804에서 유럽의 제 7 차 프레임 워크 프로그램 ([FP7/2007-2013])로부터 자금을 받았다.

Acknowledgments

도미닉 스윈튼 (녹색 연료), 토마스 로워 (녹색 연료), 샘 Buekenhout (Capax), 그리고 실비아 Drouven (Capax) : MultiBioPro 또한 프로젝트에 기여하는 다음과 같은 사람들에게 감사의 말씀을 전합니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Trizol reagent Invitrogen 15596-026
Chloroform Merck 102445
Ethanol Merck 101986
Rneasy Mini Kit Qiagen 74104
TURBO Dnase Invitrogen AM2238
RNA 6000 Nano Kit Agilent G2938-90034
2100 Electrophoresis Bioanalyzer Agilent G2939AA
1.5 ml and 2 ml safe-lock tubes Eppendorf 0030 120.086, 0030 120.094
Steel balls Geyer Berlin GmbH VA2mm
Mixer mill MM 300 Retsch YO-04182-09
Microcentrifuge Eppendorf 5424

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Clark, J. H., et al. chemistry, biofuels, and biorefinery. Annu Rev Chem Biomol Eng. 3, 183-207 (2012).
  2. Carroll, A., Somerville, C. Cellulosic biofuels. Annu Rev Plant Biol. 60, 165-182 (1146).
  3. Vanholme, B., et al. Towards a carbon-negative sustainable bio-economy. Front Plant Sci. 4, (2013).
  4. United Nations Environment Programme (UNEP). Global Environment Outlook: Environment for Development. 4, UNEP. New York. (2007).
  5. Boerjan, W. Biotechnology and the domestication of forest trees. Curr Opin Biotechnol. 16, (2), 159-166 (2005).
  6. Curt, M. D., Fernández, J. Production of Nicotiana glauca R.C. Graham aerial biomass in relation to irrigation regime. Biomass. 23, (2), 103-115 (1990).
  7. De Vos, R. C. H., et al. Untargeted large-scale plant metabolomics using liquid chromatography coupled to mass spectrometry. Nat Protoc. 2, (4), 778-791 (2007).
  8. Smith, C. A., et al. XCMS: Processing mass spectrometry data for metabolite profiling using Nonlinear peak alignment, matching, and identification. Anal Chem. 78, (3), 779-787 (2006).
  9. Morreel, K., et al. Mass spectrometry-based fragmentation as an identification tool in lignomics. Anal Chem. 82, (19), 8095-8105 (2010).
  10. Morreel, K., et al. Mass spectrometry-based sequencing of lignin oligomers. Plant Physiol. 153, (4), 1464-1478 (1104).
  11. Tohge, T., Fernie, A. R. Web-based resources for mass-spectrometry-based metabolomics: A user's guide. Phytochemistry. 70, (4), 450-456 (2009).
  12. Tohge, T., Fernie, A. R. Combining genetic diversity, informatics and metabolomics to facilitate annotation of plant gene function. Nat Protoc. 5, (6), 1210-1227 (2010).
  13. Mortimer, C. L., et al. The identification and rapid extraction of hydrocarbons from Nicotiana glauca: a potential advanced renewable biofuel source. Phytochem Lett. 5, (3), 455-458 (2012).
  14. Fraser, P. D., et al. Application of high-performance liquid chromatography with photodiode array detection to the metabolic profiling of plant isoprenoids. Plant J. 24, (4), 551-558 (2000).
  15. Lisec, J., et al. Gas chromatography mass spectrometry-based metabolite profiling in plants. Nat Protoc. 1, (1), 387-396 (2006).

Erratum

Formal Correction: Erratum: Transcript and Metabolite Profiling for the Evaluation of Tobacco Tree and Poplar as Feedstock for the Bio-based Industry
Posted by JoVE Editors on 06/30/2016. Citeable Link.

A correction was made to: Transcript and Metabolite Profiling for the Evaluation of Tobacco Tree and Poplar as Feedstock for the Bio-based Industry.

There was a spelling error in one of the authors' surname. The author's name was corrected from:

Juan Pedro Navarro

to:

Juan Navarro-Aviñó

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics