Teori partahanan tumbuhan na marbeda mangalehen panduan teoritis na ponting tu patorangkon pola metabolisme khusus tumbuhan, tai prediksi kunci ni alai totop angkon iuji. Dison, hami mamangke analisis spektrometri massa tandem na so bias (MS / MS) laho mangalului secara sistematis metabolom ni galur na dilemahkan tembakau sian suansuanan marsadasada tu populasi dohot spesies na mardongan tubu, jala mangolah godang teori fitur spektrometri massa na marojahan tu spektrum senyawa di hatorangan i. Kerangka laho manguji prediksi kunci teori pertahanan optimal (OD) dohot sasaran bergerak (MT). Komponen informasi metabolomik suan-suanan sadalan dohot teori OD, tai martentangan dohot prediksi utama teori MT taringot tu dinamika metabolomik na isebabkon ni herbivora. Sian skala evolusi mikro tu makro, sinyal jasmonat ditanda songon penentu utama OD, sementara sinyal etilena mangalehon penyetelan halus ni tanggapan khusus herbivora na dicatat jaringan molekuler MS / MS.
Metabolit khusus na marragam struktur ima peserta utama i adaptasi suan-suanan tu lingkungan, tarlobi-lobi i partahanan tu musu (1). Keanekaragaman na luar biasa tingon metabolisme khusus na dapot i suan-suanan madung mandorong puluhan taon panalitian na bagas i bahat aspek fungsi ekologinia, dot madung mambentuk daftar na ganjang tingon teori partahanan suan-suanan, ima parkembangan evolusi dot ekologis interaksi suan-suanan-serangga. Penelitian empiris mangalehon panogunoguon na ringkot (2). Tai, teori-teori partahanan suan-suanan on inda mangihutkon dalan normatif penalaran deduktif hipotetis, i dia prediksi kunci adong i tingkat analisis na sarupa (3) dot iuji sacara eksperimental giot mamajukon siklus parkembangan teoritis na mangihut (4). Keterbatasan teknis mambatasi pangumpulan data tu kategori metabolisme tartontu dot mangasingkon analisis komprehensif metabolit khusus, sahinggo mangambati parbandingan antar kategori na porlu tu pengembangan teoritis (5). Hurang ni data metabolomik na lengkap dohot mata uang na sarupa laho mambandinghon alur kerja pengolahan ruang metabolisme antara kelompok tumbuhan na marasing mangambati kedewasaan ilmiah ni bidang i.
Perkembangan terbaru i bidang metabolomik spektrometri massa tandem (MS/MS) bisa sacara komprehensif mancirikon parubahan metabolisme i bagasan dot antar spesies clade sistem na tartontu, dot bisa igabung dohot metode komputasi giot mangetong parsamaan struktur antara campuran kompleks on. Parbinotoan na jolo taringot tu kimia (5). Kombinasi teknologi canggih i analisis dot komputasi mangalehen kerangka na porlu tu pangujian jangka panjang bahat ramalan na ibuat tingon teori ekologi dot evolusi keragaman metabolisme. Shannon (6) mamparkanalkon teori informasi parjolo sakali i artikel maninia i taon 1948, mambaen dasar tu analisis matematika informasi, na madung ipake i bahat bidang salain aplikasi aslina. I genomik, teori hatorangan madung marhasil iterapkon giot mangukur hatorangan konservatif urutan (7). Di penelitian transkriptomik, teori informasi manganalisis parubahan keseluruhan di transkriptom (8). Di penelitian na salpu, hami menerapkan kerangka statistik teori informasi tu metabolomik laho manggombarhon keahlian metabolisme tingkat jaringan di suansuanan (9). Dison, hami padomuhon alur kerja berbasis MS / MS dohot kerangka statistik teori informasi, na ditanda marhite keragaman metabolisme di mata uang umum, laho mambandingkon prediksi kunci teori pertahanan suansuanan metabolom na dipicu ni binatang na manganhon rumput.
Kerangka-kerangka teoritis partahanan suan-suanan biasona saling inklusif dot bisa ibagi manjadi dua kategori: na marusaha patorangkon parserahan metabolit khusus suan-suanan marojahan tu fungsi partahanan, songon partahanan optimal (OD) (10), sasaran na margerak (MT) (11) ) Dot penampilan (12) ulang sumber-sumber i, ketersediaan mempengaruhi pertumbuhan ni suansuanan dohot penumpukan metabolit khusus, songon karbon: hipotesis keseimbangan gizi (13), hipotesis laju pertumbuhan (14 ), dohot hipotesis keseimbangan pertumbuhan dohot diferensiasi (15). Dua punguan teori i marasing do tingkat analisisna (4). Tai, dua teori na mangalibatkon fungsi partahanan i tingkat fungsional mandominasi parcakapan taringot tu partahanan konstitutif dot induksi suan-suanan: teori OD, na mangasumsikon molo suan-suanan marmodal i partahanan kimia na arga hum muda ibutuhon, misalna, muda ia itelan Tikki binatang rumput menyerang, arani i, mangihutkon masa depan dohot kemungkinan tu fungsi na ditugashon (10); hipotesis MT mangusulkon molo inda adong sumbu perubahan metabolit na mararah, tai metabolit i marubah sacara acak, sahinggo mambaen kemungkinan Mangambati “sasaran gerak” metabolisme na menyerang binatang na manganhon rumput. Dohot hata na asing, dua teori on mambahen ramalan na maralo taringot tu pemodelan metabolisme na masa dung serangan ni binatang na manganhon bulung-bulung: hubungan antara akumulasi metabolit searah dohot fungsi pertahanan (OD) dohot perubahan metabolisme na so terarah (MT) (11 ).
Hipotesis OD dot MT inda hum mangalibatkon parubahan na iinduksi i metabolism, tai juo konsekuensi ekologis dot evolusi tingon akumulasi metabolit on, songon biaya adaptif dot manfaat tingon parubahan metabolisme on i lingkungan ekologi tartontu (16). Anggo dua hipotesis mangakui fungsi partahanan metabolit khusus, na bisa sanga inda bisa arga, prediksi kunci na mambedaon hipotesis OD dot MT maringanan i arah parubahan metabolisme na iinduksi. Prediksi teori OD madung mandapot parhatian na paling eksperimental salolotna. Uji on tarmasuk studi fungsi pertahanan langsung sanga inda langsung jaringan na marbeda tingon senyawa tartontu i rumah kaca dot kondisi alam, songoni juo parubahan tahap parkembangan suan-suanan (17-19). Tai, saonnari, arani inda adongna alur kerja dot kerangka statistik tu analisis komprehensif global tingon keanekaragaman metabolisme tingon organisme sanga aha, prediksi parbedaan utama antara dua teori (ima, arah parubahan metabolisme) totop angkon iuji. Dison, hupasahat hami ma analisis sisongon i.
Salah sada ciri na paling signifikan sian metabolit khusus suansuanan ima keragaman struktural na ekstrim di sude tingkatan sian suansuanan tunggal, populasi sahat tu spesies na sarupa (20). Godang parubahan kuantitatif di metabolit khusus boi diida di skala populasi, sementara perbedaan kualitatif na gogo somalna dijaga di tingkat spesies (20). Alani i, keragaman metabolisme ni suansuanan ima aspek utama ni keragaman fungsional, na patuduhon kemampuan beradaptasi tu relung na marasing, tarlumobi tu relung na marasing kemungkinan invasi ni serangga khusus dohot herbivora umum (21). Sian artikel parrobosan Fraenkel (22) taringot tu alasan adongna metabolit khusus suansuanan, interaksi dohot marragam serangga nunga dianggap songon tekanan seleksi na ringkot, jala interaksi on dihaporseai mambahen tubu suansuanan saleleng evolusi. Jalur perdagangan (23). Perbedaan antar spesies i keragaman metabolit khusus bisa juo mancerminkon keseimbangan fisiologis na markaitan dohot pertahanan suan-suanan na marbentuk dot induksi maradopkon strategi herbivora, harana dua spesies on jotjot saling markorelasi negatif (24). Bope bisa marguna manjago partahanan na denggan satiop waktu, parubahan metabolisme na i tikki na markaitan dohot partahanan mangalehen manfaat na jelas i mamungkinkon suan-suanan mangalokasikon sumber daya na arga tu investasi fisiologis lainna (19, 24), dot pasidingkon porlu simbiosis. Kerusakan jaminan (25). Asing ni i, angka reorganisasi metabolit khusus on na pinatupa ni angka serangga na manganhon rumput boi mambahen parserahan na mangagohon di tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni tongatonga ni i. Sinyal JA na timbo dohot na toru ima partukaran antara pertahanan maralohon binatang na manganhon rumput dohot persaingan dohot spesies tertentu (27). Itambai dohot i, jalur biosintesis metabolit khusus nangkan mangalami harugian dot parubahan na cepat i maso evolusi, na manghasilkon parserahan metabolisme na martitik-titik i antara spesies na mardomu (28). Polimorfisme on bisa hatop dipajongjong mangalusi parubahan pola ni binatang na manganhon rumput (29), na marlapatan molo fluktuasi ni komunitas binatang na manganhon rumput ima faktor kunci na manogunogu heterogenitas metabolisme.
Dison, secara khusus hami pasaehon angka persoalan na mangihut. (I) Songon dia do serangga na manganhon rumput i mambahen muse metabolisme ni suansuanan? (Ii) Aha do komponen hatorangan utama ni plastisitas metabolisme na boi diukur laho manguji ramalan ni teori pertahanan jangka panjang? (Iii) Atik na ingkon diprogramhon do muse metabolisme ni suansuanan marhite cara na unik tu penyerang, molo songon i, aha do peran ni hormon suansuanan laho menyesuaihon tanggapan metabolisme na tertentu, jala metabolit dia do na mambahen spesies pertahanan? (Iv) Ala ramalan na binahen ni godang teori pertahanan boi dipaganjang tu sude tingkat jaringan hayati, disungkun hami ma songon dia do konsisten ni tanggapan metabolisme na dibahen sian perbandingan internal tu perbandingan antar spesies? Tu ulaon on, nunga diparsiajari hami secara sistematis metabolisme bulung ni nikotin tembakau, na gabe suansuanan model ekologi na mamora metabolisme khususna, jala efektif mangalo larva ni dua herbivora asli, Lepidoptera Datura (Ms) “genus”, dohot suansuanan inang ni Solanaceae dohot inang na asing sian genus dohot keluarga na asing Sipanganon ni suansuanan. Dibahen hami ma spektrum metabolomik MS/MS jala dibuat hami ma angka deskriptor statistik teori hatorangan laho mambandinghon teori OD dohot MT. Mambahen peta kekhususan laho pataridahon ise metabolit kunci. Analisis i iparluas tu populasi asli N. nasi dot spesies tembakau na mardongan erat giot lobi manganalisis kovariansi antara pensinyalan hormon tumbuhan dot induksi OD.
Dibahen ma peta keseluruhan taringot tu plastisitas dohot struktur metabolom bulung ni tembakau na manganhon rumput, dipangke hami ma alur kerja analisis dohot perhitungan na dibahen hian laho papunguhon dohot dekonvolusi secara komprehensif data resolusi tinggi spektrum MS / MS mandiri sian ekstrak suansuanan ( 9 ). Metode na inda marbeda on (na idokon MS/MS) bisa mambangun spektrum senyawa na inda marlobi-lobi, na dungni bisa ipake tu sude analisis tingkat senyawa na igambarkan ison. Metabolit tumbuhan na dekonvolusi on marragam jenisna, tardiri tingon ratusan sampe marribu metabolit (hira-hira 500-1000-s/MS/MS dison). Dison, hami mamingkirhon plastisitas metabolisme di bagasan kerangka teori informasi, jala mangukur keragaman dohot profesionalisme ni metabolisme marojahan tu entropi Shannon parserahan frekuensi metabolisme. Dipangke hami ma sada rangkaian indikator na boi dipangke laho mangukur keragaman metabolisme (indikator Hj), spesialisasi profil metabolisme (indikasi δj) dohot spesifisitas metabolisme ni sada metabolit (indikasi Si) . Asing ni i, dipangke hami do Indeks Plastisitas Jarak Relatif (RDPI) laho mangukur induksi metabolom ni angka binatang na manganhon rumput (Gambar 1A) (30). Di bagasan rangka statistik on, hami mamparrohahon spektrum MS/MS songon unit informasi dasar, jala mangolah kelimpahan relatif ni MS/MS gabe peta parsebaran frekuensi, dung i mamangke entropi Shannon laho mamparkirahon keragaman metabolom sian i. Spesialisasi metabolom diukur sian spesifitas rata-rata ni sada spektrum MS/MS. Alani i, tamba ni godang ni pigapiga golongan MS/MS dung induksi herbivora diuba gabe induksi spektral, RDPI dohot spesialisasi, i ma tamba ni indeks δj, ala lam godang metabolit na khusus dihasilhon jala indeks Si na timbo dihasilhon. Penurunan indeks keragaman Hj mencerminkan bahwa baik jumlah MS/MS na dihasilkan berkurang, manang persebaran frekuensi profil berubah tu arah na hurang seragam, huhut mangurangi ketidakpastianna secara keseluruhan. Marhite paretongan indeks Si, boi do disorot MS/MS na dia do na dipicu angka binatang na manganhon rumput na tontu, sabalikna, MS/MS na dia do na so mangalusi induksi i, na gabe indikator kunci laho mambedahon prediksi MT dohot OD.
(A) Deskriptif statistik na dipangke tu angka binatang na manganhon rumput (H1 sahat tu Hx), keragaman (indeks Hj), spesialisasi (indeks δj) dohot kekhususan metabolit (indeks Si). Peningkatan tingkat spesialisasi (δj) manyatoon molo, rata-rata, lobi bahat metabolit spesifik herbivora na giot ihasilkon, sadangkan panurunan keragaman (Hj) manunjukkon panurunan produksi metabolit sanga parbagian metabolit na inda merata i peta parserahan . Nilai Si manilai sanga metabolit i spesifik tu kondisi tartontu (dison, mangan bulung-bulung) sanga sabalikna ijaga i tingkatan na sarupa. (B) Gambar konsep ramalan teori pertahanan mamakke sumbu teori informasi. Teori OD manjujur ​​molo serangan herbivora mambaen manambai metabolit partahanan, sahinggo manambai δj. I maso na sarupa, Hj moru harana profil isusun ulang manuju ketidakpastian hatorangan metabolisme na moru. Teori MT manjujur ​​molo serangan herbivora mambaen parubahan non-arah i metabolom, satontangna martamba Hj manjadi indikator martamba ketidakpastian informasi metabolisme dot mambaen parsebaran acak Si. Hami juo mangusulkon model campuran, MT na paling denggan, i dia piga-piga metabolit na marnilai pertahanan na lobi ginjang tarlobi-lobi martamba (nilai Si na lobi ginjang), sadangkan na lain patuduhon tanggapan acak (nilai Si na lobi rendah).
Dipangke hami angka deskriptor teori informasi, hami manafsirkan teori OD laho manurirangi molo perubahan metabolit khusus na dibahen herbivora di keadaan konstitutif na so dibahen, gabe (i) tamba ni spesifisitas metabolisme (indeks Si) na manogunogu spesifisitas metabolisme (indeks δj) indeks) ala ni perubahan parserahan frekuensi metabolisme gabe lam godang parserahan ni pamatang leptin. I tingkatan metabolit tunggal, iharapkon parbagian Si na taratur, i dia metabolit i manambai nilai Si hombar tu nilai pertahananna (Gambar 1B). I barisan on, hami patorangkon teori MT giot manurirangi molo eksitasi mambaen (i) parubahan non-arah i metabolit na manghasilkon panurunan indeks δj, dot (ii) partambaan indeks Hj arani partambaan ketidakpastian metabolisme. Manang keacakan, na bisa iukur dohot entropi Shannon marrumang keragaman umum. Molo taringot tu komposisi metabolisme, teori MT ma na laho manurirangi parserahan acak ni Si. Diparrohahon do molo metabolit na tontu di bagasan kondisi na tontu di bagasan kondisi na tontu, jala kondisi na asing ndang di bagasan kondisi na tontu, jala nilai pertahanan nasida margantung tu lingkungan, hami pe mangusulhon model pertahanan na marcampur, di na δj dohot Hj dibagihon dua di sepanjang Si Meningkatkan di sude arah, holan metabolit na tontu na timbo do nilaina. parbagianna (Gambar 1B).
Laho manguji prediksi teori pertahanan na ditangkasi muse di sumbu ni deskriptor teori informasi, dipagodang hami do larva ahli (Ms) manang umum (Sl) larva herbivora di bulung ni Nepenthes pallens (Gambar 2A). Marhite analisis MS/MS, dibuat hami ma 599 spektrum MS/MS na so marlobi-lobi (berkas data S1) sian ekstrak metanol jaringan bulung na dipapungu dung dilehon mangan ulat. Manggunahon indeks RDPI, Hj, dohot δj laho manggambarhon rekonfigurasi isi ni hatorangan di berkas konfigurasi MS/MS pataridahon pola na menarik (Gambar 2B). Tren keseluruhan ima, songon na igambarkan ni deskriptor informasi, harana ulat torus mangan bulung, tingkat sude reorganisasi metabolisme martamba tingon waktu tu waktu: 72 jom dung mangan herbivora, RDPI martamba sacara signifikan. Dibandingkon dohot kontrol na so sega, Hj markurang, na ala ni peningkatan tingkat spesialisasi ni profil metabolisme, na diukur marhite indeks δj. Tren na tarida on sadalan dohot ramalan teori OD, alai ndang sadalan dohot ramalan utama teori MT, na porsea molo parubahan acak (na so mararah) di tingkat metabolit dipangke gabe kamuflase pertahanan (Gambar 1B). Nang pe marasing isi ni elisitor sekresi mulut (OS) dohot pangalaho mangan ni dua herbivora on, alai mangan langsung nasida manghorhon parubahan na sarupa di arah Hj dohot δj saleleng masa panen 24 jom dohot 72 jom. Holan perbedaan do na masa di 72 jam RDPI. Molo dibandinghon tu na pinatupa ni mangan Ms, tumimbo do metabolisme keseluruhan na dibahen mangan Sl.
(A) Desain percobaan: babi umum (S1) manang ahli (Ms) na manganhon rumput dilehon mangan dohot bulung-bulung na diasir sian suansuanan kendi, sementara tu angka na manganhon rumput simulasi, OS ni Ms (W + OSMs) dipangke laho manahan tusukan ni luka posisi bulung na standar. S1 (W+OSSl) larva manang aek (W+W). Kontrol (C) ima bulung na so sega. (B) Indeks induksi (RDPI dibandingkan dohot bagan kontrol), keragaman (indeks Hj) dohot indeks spesialisasi (indeks δj) na dietong tu peta metabolit khusus (599 MS/MS; berkas data S1). Bintang patuduhon perbedaan na signifikan antara panganon herbivora langsung dohot kelompok kontrol (Uji t Siswa dengan uji t berpasangan, *P<0,05 dan ***P<0,001). ns, ndang ringkot. (C) Indeks resolusi waktu utama (kotak biru, asam amino, asam organik dohot gula; berkas data S2) dohot spektrum metabolit khusus (kotak merah 443 MS/MS; berkas data S1) dung simulasi perawatan herbivora. Pita warna martudutudu tu selang kepercayaan 95%. Bintang patuduhon perbedaan na signifikan antara perawatan dohot kontrol [analisis kuadrat varians (ANOVA), diihuthon perbedaan signifikan jujur ​​Tukey (HSD) untuk perbandingan berganda post hoc, * P <0,05, ** P <0,01 Dan *** P <0,001]. (D) Spesialisasi plot hamburan dohot profil metabolit khusus (sampel na diulahi dohot perlakuan na marasing).
Laho mangalului manang na renovasi na dibahen angka binatang na manganhon rumput di tingkat metabolom i tarida sian parubahan ni tingkat metabolit marsadasada, parjolo ma hami fokus tu metabolit na hea diparsiajari di bulung ni Nepenthes pallens na terbukti tahan tu angka binatang na manganhon rumput. Amida fenolik ima konjugat hidroksisinamamida-poliamin na marpungu di tingki proses manganhon rumput ni serangga jala diboto boi mangurangi kinerja ni serangga (32). Dilului hami ma angka parjolo ni MS/MS na hombar jala dibahen hami ma kurva kinetik kumulatifna (Gambar S1). Dang pola longang roha, turunan fenol na so langsung tarlibat di pertahanan maralohon binatang na manganhon rumput, songon asam klorogenat (CGA) dohot rutin, diatur tu toru dung manganhon rumput. I balik ni i, binatang na manganhon bulung-bulung bisa mambaen amida fenol na sangat markuaso. Panganan na torus-torus tingon dua herbivora i manghasilkon spektrum eksitasi fenolamida na ampir sarupa, dot pola on tarlobi-lobi jelas tu sintesis de novo fenolamida. 17-HGL-DTGs), na manghasilhon godang diterpen asiklik na marfungsi anti-herbivora na efektif (33), na diprofilhon Ms.
Kemungkinan kerugian tingon percobaan mangan langsung tu binatang ima parbedaan tingkat konsumsi bulung dot waktu mangan ni binatang na mangankon binatang, na mambaen maol manghilangkan efek khusus binatang na ibuat tingon luka dot binatang na mangankon binatang. Asa lam denggan pasaehon spesifisitas spesies herbivora ni tanggapan metabolisme bulung na diinduksi, hami maniru panganon ni larva Ms dohot Sl marhite na pintor mamangke OS na baru dipungu (OSM dohot OSS1) tu tusukan baku W ni posisi bulung na konsisten. Prosedur on digoari perawatan W + OS, jala i mambakuhon induksi marhite na tepat tingki parmulaan ni tanggapan na dihasilhon ni herbivora so pola mambahen efek na membingungkan sian perbedaan tingkat manang godang ni kehilangan jaringan (Gambar 2A) (34). Marhite pipa analisis dohot perhitungan MS/MS, dibuat hami ma 443 spektrum MS/MS (berkas data S1), na tumpang tindih dohot spektrum na jolo dipasang sian percobaan pakan langsung. Analisis teori informasi sian kumpulan data MS/MS on patuduhon, pemrograman ulang metabolom khusus bulung marhite na maniru angka binatang na manganhon rumput patuduhon induksi khusus OS (Gambar 2C). Secara khusus, dibandinghon dohot pengobatan OSS1, OSM mambahen peningkatan spesialisasi metabolom di 4 jom. Siparrohahonon do molo dibandinghon tu kumpulan data percobaan pakan langsung ni binatang, kinetika metabolisme na digambarkan di ruang dua dimensi mamangke Hj dohot δj songon koordinat dohot arah ni spesialisasi metabolom mangalusi perlakuan binatang simulasi sian tingki tu tingki Tamba konsisten (Gambar 2D). Di tingki na sarupa, diukur hami do isi ni asam amino, asam organik dohot gula (berkas data S2) laho manungkun manang na peningkatan keahlian metabolom na dituju on ala ni rekonfigurasi metabolisme karbon pusat mangalusi angka binatang na manganhon bulung-bulung na disimulasihon ( Gambar S2 ). Asa lam denggan patorangon pola on, lam dipamanat hami ma kinetika akumulasi metabolisme ni jalur fenolamida dohot 17-HGL-DTG naung dibahas nangkin. Induksi khusus OS ni angka binatang na manganhon rumput diuba gabe pola penataan kembali perbedaan di bagasan metabolisme fenolamida (Gambar S3). Amida fenolik na marisi bagian kumarin dot kafeoil lobi ipili iinduksi OSS1, sadangkan OSM mamicu induksi tartontu tingon konjugat ferulil. 17-HGL-DTG jalur, induksi OS perbedaan marhite produk malonilasi hilir dohot dimalonilasi dideteksi (Gambar S3).
Dung i, diparsiajari hami ma plastisitas transkriptom na dibahen OS mamangke kumpulan data mikroarray pardalanan ni tingki, na maniru pangkeon ni OSM laho mangubati bulung ni bulung ni suansuanan mawar di angka binatang na manganhon rumput. Kinetika pengambilan sampel pada dasarna tumpang tindih dohot kinetika na dipangke di penelitian metabolomik on (35). Dibandingkon dohot rekonfigurasi metabolom di na plastisitas metabolisme khususna meningkat sian tingki tu tingki, taida do ledakan transkripsi sementara di bulung na dipicu Ms, di dia induksi transkriptom (RDPI) dohot spesialisasi (δj) di 1 Adong do peningkatan na signifikan di jam, jala keragaman (Hj) na signifikan mangihuthon ekspresi na signifikan diorui oleh BMPx. sian spesialisasi transkriptom (Gambar S4). Kaluarga gen metabolisme (songon P450, glikosiltransferase, dot asiltransferase BAHD) dohot i proses papunguon metabolit khusus tingon unit-unit struktural na marasal tingon metabolisme primer, mangihutkon model spesialisasi tinggi awal na idokon nangkin. Songon studi kasus, jalur fenilalanin dianalisis. Analisis i manotopkon molo gen inti i metabolisme fenolamida sangat iinduksi OS i herbivora ibandingkon dohot suan-suanan na inda tartarik, dot erat sejajar i pola ekspresi nia. Faktor transkripsi MYB8 dohot gen struktural PAL1, PAL2, C4H dohot 4CL di hulu ni jalur on patuduhon parmulaan ni transkripsi na parjolo. Asiltransferase na marperan di perakitan akhir ni fenolamida, songon AT1, DH29, dohot CV86, patuduhon pola pengaturan na berkepanjangan (Gambar S4). Pangamatan i ginjang manunjukkon molo parmulaan awal spesialisasi transkriptom dot paningkatan spesialisasi metabolomik i pudian ni ari ima sada mode na marpasangan, na bisa arani sistem pangaturan sinkron na mamulai tanggapan partahanan na markuaso.
Rekonfigurasi i pensinyalan hormon tumbuhan martindak manjadi lapisan pangaturan na mangintegrasikon informasi herbivora giot mamprogram ulang fisiologi tumbuhan. Dung sidung simulasi herbivora, diukur hami ma dinamika kumulatif ni kategori hormon kunci ni suansuanan jala diida hami ma ko-ekspresi temporal di antarana [Koefisien korelasi Pearson (KK)> 0,4] (Gambar 3A). Songon na iharapkon, hormon tumbuhan na markaitan dohot biosintesis tarhubung i bagasan jaringan ko-ekspresi hormon tumbuhan. Asing ni i, spesifisitas metabolisme (indeks Si) dipetahon tu jaringan on laho manyoroti hormon suansuanan na dipicu ni parubatan na marasing. Dua bidang utama tanggapan spesifik herbivora digambarkan: sada ima di gugus JA, di dia JA (bentuk aktif biologisna JA-Ile) dohot turunan JA na asing patuduhon skor Si na tumimbo; na sada nari ima etilena (ET). Gibberelin patuduhon hum paningkatan moderat di spesifisitas herbivora, sadangkan hormon tumbuhan na asing, songon sitokinin, auksin, dohot asam absisit, puna spesifisitas induksi na rendah tu binatang na manganhon rumput. Molo dibandinghon mamangke W + W sambing, penguatan nilai puncak turunan JA marhite aplikasi OS (W + OS) pada dasarna boi diubah gabe indikator spesifik na kuat sian JA. Na so panagaman, OSM dohot OSS1 na marasing kandungan elisitor diboto mambahen sarupa akumulasi ni JA dohot JA-Ile. Berbeda dohot OSS1, OSM secara khusus jala gogo diinduksi OSM, sementara OSS1 ndang memperkuat tanggapan ni luka basal (Gambar 3B).
(A) Analisis jaringan ko-ekspresi berdasarkan perhitungan PCC simulasi kinetika akumulasi hormon tumbuhan na dibahen binatang buas. Simpul i manggombarkon sada hormon suansuanan, dot ukuran simpul i manggombarkon indeks Si na khusus tu hormon suansuanan antar parubatan. (B) Panumpukan JA, JA-Ile dohot ET di bulung na dibahen perlakuan na marasing na dipatuduhon marhite warna na marasing: aprikot, W + OSM; biru, W + OSSl; hitam, W + W; abu-abu, C (kontrol) . Bintang patuduhon perbedaan na signifikan antara perawatan dohot kontrol (ANOVA dua arah diikuti perbandingan berganda pasca hoc HSD Tukey, *** P <0,001). (Berkas data S1) di biosintesis JA dohot spektrum persepsi na rusak (irAOC dan irCOI1) dan (D) 585 MS/MS (berkas data S1) di ETR1 dengan gangguan sinyal ET Dua rencana pengendalian garis herbivora simulasi dan rencana EV dipicu. Bintang patuduhon perbedaan na signifikan antara perawatan W + OS dohot kontrol na so sega (ANOVA dua arah diihuthon perbandingan berganda post hoc Tukey HSD, * P <0,05, ** P <0,01 dohot *** P <0,001). (E) Grafik na marserak ni paraloan na marserak tu spesialisasi. Warna-warna i manggombarhon galur na marasing na dimodifikasi secara genetik; simbol-simbol i manggombarhon cara pangubatan na marasing: segitiga, W + OSS1; persegi panjang, W + OSM; lingkaran C .
Dibahen ma langkah-langkah kunci ni biosintesis JA dohot ET dohot persepsi laho manganalisis metabolisme ni dua hormon suansuanan on tu sumbangan pemrograman ulang ni angka binatang na manganhon rumput. Sadalan dohot percobaan na salpu, hami patoguhon induksi herbivora-OS di suansuanan pembawa kosong (EV) (Gambar 3, C sahat tu D) dohot penurunan keseluruhan indeks Hj na dibahen OSM, sementara indeks δj meningkat. Lobi tangkas do tanggapan i sian tanggapan na dipicu OSS1. Grafik dua garis mamakke Hj dohot δj songon koordinat patuduhon deregulasi na khusus (Gambar 3E). Tren na paling jelas ima molo di galur na hurang sinyal JA, keragaman metabolom dohot perubahan spesialisasi na dibahen angka binatang na manganhon bulung-bulung hampir sandok dihilangkan (Gambar 3C). Sebalikna, persepsi ET na hohom di suansuanan sETR1, nang pe efek keseluruhan tu perubahan metabolisme herbivora dao umtoru sian sinyal JA, melemahkan perbedaan indeks Hj dohot δj antara eksitasi OSM dohot OSS1 (Gambar 3D dohot Gambar S5). . On patuduhon molo salain fungsi inti ni transduksi sinyal JA, transduksi sinyal ET pe marfungsi gabe penyetelan halus ni tanggapan metabolisme khusus spesies ni binatang na manganhon bulung-bulung. Sadalan tu fungsi penyetelan halus on, ndang adong perubahan di induksi metabolom keseluruhan di suansuanan sETR1. Di sisi na asing, dibandinghon tu suansuanan sETR1, suansuanan irACO manginduksi amplitudo keseluruhan perubahan metabolisme na sarupa na dibahen angka binatang na manganhon rumput, alai patuduhon skor Hj dohot δj na marasing situtu antara tantangan OSM dohot OSS1 (Gambar S5).
Di bagasan na laho mananda metabolit khusus na adong kontribusi na ringkot tu tanggapan khusus spesies ni angka binatang na manganhon bulung-bulung jala menyetel produksi nasida marhite sinyal ET, hami mamangke metode MS / MS struktural na dikembanghon najolo. Metode on mangandalkon metode bi-kelompok giot manyimpulkon ulang keluarga metabolisme tingon pacahan MS/MS [produk titik normal (NDP)] dot skor kesamaan marojahan tu karugian netral (NL). 585 MS/MS (berkas data S1), na diselesaikan marhite na mangalompokkon i gabe pitu modul MS/MS utama (M) (Gambar 4A) . Deba sian modul on padat dibungkus dohot metabolit khusus naung ditanda hian: misalna, M1, M2, M3, M4 dohot M7 mamora di ragam turunan fenol (M1), glikosida flavonoid (M2), gula asil (M3 Dohot M4), dohot 17-HGL-DTG (M7). Asing ni i, dietong do hatorangan spesifik metabolisme (indeks Si) ni sada metabolit di ganup modul, jala boi do diida parserahan Si na secara intuisi. Singkatna, spektrum MS/MS na patuduhon spesifitas herbivora dohot genotipe na timbo ditanda marhite nilai Si na timbo, jala statistik kurtosis patuduhon parserahan ni bulu di sudut ihur siamun. Sada parserahan koloid na so marlemak sisongon i diida di M1, di na fenol amida patuduhon fraksi Si na tumimbo (Gambar 4B). 17-HGL-DTG induksi herbivora na nidok nangkin di M7 patuduhon skor Si na sedang, na patuduhon tingkat pengaturan perbedaan na sedang antara dua jenis OS. I balikna, bahatan metabolit khusus na ihasilkon sacara konstitutif, songon rutin, CGA, dot gula asil, tarmasuk skor Si na paling rendah. Asa lam denggan disulingkiti kompleksitas struktural dohot parbagian ni Si di tongatonga ni metabolit khusus, dibahen ma jaringan molekuler tu ganup modul (Gambar 4B). Sada ramalan na ringkot sian teori OD (dirangkum di Gambar 1B) ima molo reorganisasi metabolit khusus dung manganhon rumput ingkon manghorhon tu perubahan searah di metabolit na marnilai pertahanan na timbo, tarlumobi marhite na pagandahon spesifisitasna (bertentangan dohot distribusi acak) Mode) Metabolit pertahanan na diprediksi teori MT. Godangan turunan fenol na terkumpul di M1 berhubungan secara fungsional tu penurunan kinerja serangga (32). Molo dibandinghon nilai Si di metabolit M1 antara bulung na diinduksi dohot bulung na gabe bagian ni suansuanan kontrol EV di 24 jom, diida hami do spesifisitas metabolisme ni godang metabolit dung serangga na manganhon rumput adong kecenderungan peningkatan na signifikan (Gambar 4C). Peningkatan spesifik nilai Si dideteksi holan di fenolamida pertahanan, alai ndang adong peningkatan nilai Si dideteksi di fenol na asing dohot metabolit na so binoto na bersamaan di modul on. On ma model khusus, na marpardomuan tu teori OD. Ramalan utama parubahan metabolisme na ibahen ni binatang na manganhon rumput-rumput sadalan do. Laho manguji manang na kekhususan spektrum fenolamida on dipicu ET khusus OS, hami mambahen plot indeks metabolit Si jala mambahen nilai ekspresi perbedaan antara OSM dohot OSS1 di genotipe EV dohot sETR1 (Gambar 4D ). Di sETR1, perbedaan na dibahen fenamida antara OSM dohot OSS1 mansai moru. Metode bi-kluster pe dipangke do tu data MS/MS na dipungu di galur na so tuk JA laho menyimpulkan modul MS/MS utama na marpardomuan tu spesialisasi metabolisme na diatur JA (Gambar S6).
(A) Hasil pengelompokan 585 MS/MS marojahan tu fragmen bersama (kesamaan NDP) dohot kerugian netral bersama (kesamaan NL) manghorhon tu modul (M) na sadalan tu keluarga senyawa na binoto, manang marhite komposisi Metabolit na so binoto manang na hurang denggan. Di lambung ni ganup modul, dipatuduhon do parbagian ni metabolit (MS/MS) na khusus (Si). (B) Jaringan molekuler modular: Simpul mewakili MS/MS dohot pinggir, NDP (merah) dohot NL (biru) skor MS/MS (potong,> 0,6). Indeks spesifisitas metabolit na martingkat (Si) diwarnai berdasarkan modul (hambirang) jala dipetahon tu jaringan molekuler (kanan). (C) Modul M1 ni suansuanan EV di keadaan konstitutif (kontrol) dohot induksi (herbivora simulasi) di 24 jam: diagram jaringan molekuler (nilai Si ima ukuran simpul, fenolamida pertahanan disorot marwarna biru). (D) Diagram jaringan molekuler M1 garis spektrum sETR1 dengan gangguan persepsi EV dan ET: senyawa fenolik diwakili simpul lingkaran hijau, dohot perbedaan signifikan (nilai P) antara perawatan W + OSM dohot W + OSS1 songon ukuran Simpul. CP, N-kafeoil-tirosin; CS, N-kafeoil-spermidin; FP, asam N-ferulat ester-asam urat; FS, N-ferulil-spermidin; Cop, n', n "-kumarolil-tirosin; CFS, N', N”-kafeoil, feruloil-spermidin; Lisium barbarum di Anak Serigala; Nick.
Dipaboa hami do muse analisis sian sada genotipe Nepenthes na dilemahhon tu populasi alami, di dia perubahan intraspesifik na gogo di tingkat JA na manganhon bulung-bulung dohot tingkat metabolit na khusus nunga digombarhon najolo di populasi alami (26). Pangke ma punguan data on laho manutupi 43 kuman. Germplasma on tardiri tingon 123 jenis tumbuhan tingon N. Suan-suanan on dibuat sian boni na dipapungu di habitat asli na marasing di Utah, Nevada, Arizona, dohot California (Gambar S7), dietong hami do keragaman metabolom (dison digoari tingkat penduduk) keragaman β) dohot spesialisasi na dibahen OSM. Sadalan tu penelitian na salpu, hami mangamati ragam ni parubahan metabolisme di sepanjang sumbu Hj dohot δj, na patuduhon na adong do perbedaan na signifikan di plastisitas tanggapan metabolisme ni nasida tu angka binatang na manganhon rumput (Gambar S7). Organisasi on mangingot tu pangamatan nasolpu taringot tu rentang dinamis ni parubahan JAs na dibahen angka binatang na manganhon rumput, jala nunga mampartahanhon nilai na mansai timbo di sada populasi (26, 36). Marhite na mamangke JA dohot JA-Ile laho manguji korelasi tingkat keseluruhan antara Hj dohot δj, dapot hami do adong korelasi positif na signifikan antara JA dohot indeks keragaman dohot spesialisasi metabolom β (Gambar S7). Hal on manunjukkon molo heterogenitas na ihasilkon ni binatang na manganhon rumput i induksi JAs na ideteksi i tingkat populasi bisa arani polimorfisme metabolisme kunci na ibuat tingon seleksi tingon binatang na manganhon rumput serangga.
Studi nasolpu madung manyatoon molo jenis tembakau sangat marbeda i jenis dot ketergantungan relatif tu partahanan metabolisme na iinduksi dot konstitutif. Iparcayoi molo parubahan transduksi sinyal anti-herbivora dot kemampuan partahanan on iatur ni tekanan populasi serangga, siklus hidup ni suan-suanan, dot biaya produksi partahanan i relung i dia spesies tartontu martumbuh. Diparsiajari hami do konsistensi ni pemodelan bulung na dibahen angka binatang na manganhon bulung-bulung sian onom spesies Nicotiana na asli sian Amerika Utara dohot Amerika Selatan. Spesies on mardomu tu Nepenthes Amerika Utara ima Nicolas Bociflo. La, N. nikotin, Nikotiana n. duhut-duhut na marlemah, tembakau linier, tembakau dohot tembakau bulung ni tembakau (Gambar 5A) (37). Onom sian spesies on, tarmasuk spesies na marciri na denggan N. tolong, ima suansuanan na martaon sian klade petunia, jala obtusifolia N. ima suansuanan na martaon sian klade saudara Trigonophyllae (38). Dung i, induksi W + W, W + OSM dohot W + OSS1 diulahon tu pitu spesies on laho mamparsiajari susunan ulang metabolisme tingkat spesies ni panganon ni serangga.
(A) Sada pohon filogenetik tali sepatu na marojahan tu kemungkinan maksimal [tu sintesis glutamin inti (38)] dohot parserahan geografis ni pitu spesies Nicotiana na mardongan tubu (warna na marasing) (37). (B) Sada plot hamburan keragaman khusus tu profil metabolisme ni pitu spesies Nikotiana (939 MS/MS; berkas data S1). I tingkat spesies, keragaman metabolom markorelasi negatif dohot tingkat spesialisasi. Analisis korelasi tingkat spesies antara keragaman metabolisme dohot spesialisasi dohot akumulasi JA dipatuduhon di Gambar 2. S9. Warna, marragam do jenisna; segitiga, W + OSS1; persegi panjang, W + OSM; (C) Dinamika JA dohot JA-Ile dirangking hombar tu amplitudo eksitasi OS (ANOVA dua arah dohot Tukey HSD pasca perbandingan berganda, * P <0,05, ** P <0,01 dohot * ** Untuk perbandingan W + OS dan W + W, P <0,001). Plot kotak (D) keragaman dohot (E) spesialisasi ni ganup spesies dung disimulasihon JA na manganhon rumput dohot metil (MeJA). Bintang patuduhon perbedaan na signifikan antara W + OS dohot W + W manang lanolin ditambah W (Lan + W) manang Lan ditambah MeJA (Lan + MeJa) dohot kontrol Lan (analisis varians dua arah, diikuti perbandingan berganda post hoc HSD Tukey , *P<0,05, **P<0,01 dan 1).
Marhite metode rumpun ganda, ditanda hami ma 9 modul 939 MS/MS (berkas data S1). Komposisi MS/MS na dikonfigurasi muse marhite perawatan na marasing mansai marragam di tongatonga ni modul na marasing antar spesies (Gambar S8). Mambayangkon Hj (na idokon ison manjadi γ-keragaman tingkat spesies) dot δj mangungkapkon molo spesies na marbeda markumpul manjadi kelompok na sangat marbeda i ruang metabolisme, i dia parbagian tingkat spesies biasona lobi menonjol tingon eksitasi. Kecuali N. linier dohot N. miring, nasida patuduhon ragam ni efek induksi dinamis (Gambar 5B). I balikna, spesies songon N. purpurea dot N. obtusifolia puna tanggapan metabolisme na inda jelas tu pangubatan, tai metabolomna lobi marragam. Parsebaran spesies ni tanggapan metabolisme na diinduksi manghorhon korelasi negatif na signifikan antara spesialisasi dohot keragaman gamma (PCC = -0,46, P = 4,9×10-8). Parubahan na dibahen OS di tingkat JAs markorelasi positif dohot spesialisasi metabolom, jala markorelasi negatif tu keragaman gamma metabolisme na dipatuduhon ni ganup spesies (Gambar 5B dohot Gambar S9). Siparrohahonon do, spesies na digoari di hata sehari-hari spesies “tanggapan sinyal” di Gambar 5C, isara ni nematoda Nepenthes, Nepenthes Nepenthes, Nepenthes akut, dohot Nepenthes na lemah, mambahen tanda-tanda na signifikan di 30 menit. Wabah JA dohot JA-Ile na baru-baru on, sementara bakteri na asing na digoari “sinyal tidak merespon”, isara pabrik Nepenthes, Nepenthes bubuk dohot N. Di tingkat metabolisme, songon na nidok di ginjang, tu Nepenthes na lemah, zat na mangalusi sinyal patuduhon spesifisitas OS jala martamba δj, huhut mangurangi Hj. Efek pemulaan khusus OS on ndang diida di spesies na digoari spesies na so reaktif sinyal (Gambar 5, D dohot E). Metabolit spesifik OS jotjot dibagihon antara spesies na mangalusi sinyal, jala kelompok sinyal on marpungu dohot spesies na umgale tanggapan sinyal, sementara spesies na umgale tanggapan sinyal patuduhon saling ketergantungan na hurang (Gambar S8 ). Hasil on patuduhon molo induksi khusus OS ni JA dohot rekonfigurasi khusus OS ni metabolom hilir dipasang di tingkat spesies.
Dung i, hupangke hami ma pasta lanolin na marisi metil JA (MeJA) laho mangubati suansuanan laho manyalidiki manang na adong do mode pasangan on dibatasi ketersediaan ni JA na dihonahon JA eksogen, na gabe di sitoplasma ni suansuanan. Desterifikasi na hatop ima JA. Didapot hami do kecenderungan na sarupa sian perubahan bertahap sian spesies na mangalusi sinyal tu spesies na so mangalusi sinyal na pinatupa ni pasokan JA na torus (Gambar 5, D dohot E). Singkatna, perawatan MeJA kuat memprogram ulang metabolom ni nematoda linier, N. N. purpurea holan patuduhon peningkatan δj, alai ndang Hj. N. obtusifolia, na jolo dipatuduhon papunguhon tingkat JA na mansai rendah, pe ndang denggan mangalusi pangubatan MeJA di segi rekonfigurasi metabolom. Hasil on manyatoon molo produksi JA sanga transduksi sinyal tarbatas sacara fisiologis i spesies na inda mangalusi sinyal. Laho manguji hipotesis on, diparsiajari hami do opat spesies (N. Sadalan tu pola pemodelan ulang metabolom, spesies i denggan do dipisah di ruang transkriptom, di tonga-tonga ni i N. na diredam patuduhon RDPI na tumimbo na dibahen OS, sementara N. Tai, idapotkon molo keragaman transkriptom na ihasilkon N. oblonga ima na paling rendah tingon opat spesies, maralo tu keragaman metabonomi N. Studi nasolpu madung patuduhon molo sakumpulan gen na marpardomuan tu sinyal partahanan awal, tarmasuk sinyal JA, patorangkon kekhususan tanggapan partahanan awal na dipicu ni elicitor na marpardomuan tu herbivora di spesies Nicotiana (39). Molo dibandinghon jalur pensinyalan JA antara opat spesies on, tarida ma pola na menarik (Gambar 6B). Godangan gen i jalur on, songon AOC, OPR3, ACX dot COI1, patuduhon tingkat induksi na relatif ginjang di opat spesies on. Alai, sada gen kunci, JAR4, mangubah JA gabe bentukna na aktif secara biologis sian transkripsi na terkumpul JA-Ile, jala tingkat transkripsina mansai rendah, tarlumobi di N. mills, Nepenthes pieris dohot N. Asing ni i, holan transkrip ni gen AOS na asing do na so diida di N. Parubahan ekspresi gen on bisa martanggung jawab tu fenotipe ekstrim na ihasilkon ni produksi JA na rendah i spesies anergik sinyal dot induksi N.
(A) Analisis teori informasi pemrograman ulang tanggapan transkripsi awal opat spesies tembakau na mardongan tubu na dicontoh 30 menit dung induksi herbivora. RDPI dietong marhite na mambandinghon bulung na dipicu OS herbivora dohot kontrol luka. Warna patuduhon marasing do spesies, jala simbol patuduhon marasing do cara mangubati. (B) Analisis ekspresi gen di jalur pensinyalan JA di antara opat spesies. Jalur JA na disederhanahon dipatuduhon di samping ni plot kotak. Warna na marasing patuduhon cara pengolahan na marasing. Bintang patuduhon adong perbedaan na signifikan antara perlakuan W + OS dohot kontrol W + W (tu uji t Siswa tu perbedaan pasangan, *P<0,05, **P<0,01 dohot ***P<0,001). OPDA, asam 12-oksofitodienat; OPC-8: 0,3-okso-2 (2'(Z)-pentenil-siklopentan-1-oktanoat.
Di bagian na parpudi, taparsiajari do songon dia pemodelan ulang ni metabolom ni suansuanan na marasing boi tahan tu angka binatang na manganhon rumput. Penelitian sebelumna mangondolhon genus Nicotiana. Mansai marasing do perlawanan nasida tu Ms dohot larva (40). Dison, hami mamparsiajari pardomuan ni model on dohot plastisitas metabolisme nasida. Manggunahon opat jenis tembakau na di ginjang i, jala manguji hubungan antara keragaman dohot spesialisasi metabolom na dibahen herbivora dohot ketahanan ni suansuanan tu Ms dohot Sl, dapot hami ma ketahanan, keragaman dohot spesialisasi tu umum Sl Sude berkorelasi positif, sementara korelasi antara ketahanan tu keragaman khusus wanita ndang dohot Gambar S10). Taringot tu ketahanan S1, baik N. chinensis na dilemahkan dohot N. Seks.
I onom pulu taon nasolpu, teori partahanan suan-suanan madung mangalehen kerangka teoritis, na idasarkon i para peneliti madung mamprediksi bahat evolusi dot fungsi metabolit khusus suan-suanan. Godangan sian angka teori on ndang mangihuthon prosedur na somal sian kesimpulan na togu (41). Diusulhon nasida do ramalan kunci (3) di tingkat analisis na sarupa. Molo pangujian prediksi kunci mambahen teori-teori tertentu boi dianalisis, on mambahen Bidang i maju. Gabe didukung, alai ditulak halak na asing (42). Gariada tahe, teori na imbaru i mambahen ramalan di tingkat analisis na marasing jala manambai lapisan na imbaru sian pertimbangan deskriptif (42). Alai, dua teori na diusulhon di tingkat fungsional, MT dohot OD, boi mura dipatorang songon ramalan na ringkot taringot tu parubahan metabolisme khusus na dibahen angka binatang na manganhon rumput: Teori OD porsea molo parubahan di “ruang” metabolisme khusus mansai mararah . Teori MT porsaya molo parubahan on manjadi non-arah dot acak maringanan i ruang metabolisme, dot cenderung puna metabolit nilai partahanan na ginjang. Pemeriksaan sebelumna prediksi OD dohot MT nunga diuji mamangke kumpulan na sompit sian senyawa “pertahanan” apriori. Uji-uji na marpusat tu metabolit on mangambati kemampuan manganalisis luas dohot lintasan rekonfigurasi metabolom i maso herbivora, dot inda mangizinkon pangujian i bagasan kerangka statistik na konsisten giot mangido prediksi kunci na bisa ianggap sacara keseluruhan Mangukur parubahan metabolisme suan-suanan. Dison, hami mamangke teknologi na imbaru di metabolomik na marojahan tu MS komputasi jala patupahon analisis MS dekonvolusi di mata uang umum ni angka deskriptor teori informasi laho manguji perbedaan ni na dua na diusulhon di tingkat metabolomik global. Ramalan kunci ni teori on. Teori informasi madung ipake i bahat bidang, tarlobi-lobi i konteks keanekaragaman hayati dot penelitian aliran gizi (43). Alai, sahat tu na taboto, on ma aplikasi na parjolo dipangke laho manggombarhon ruang informasi metabolisme ni suansuanan dohot pasaehon masalah ekologi na marpardomuan tu parubahan metabolisme sementara na mangalusi isyarat lingkungan. Sacara khusus, kemampuan metode on maringanan i kemampuannia mambandingkon pola i bagasan dot antar spesies tumbuhan giot mamareso sanga songondia herbivora madung markembang tingon spesies na marbeda tu pola makroevolusi antar spesies i tingkatan evolusi na marbeda. Daging ni daging.
Analisis komponen utama (PCA) mangubah himpunan data multivariat manjadi ruang pangurangan dimensi anso kecenderungan utama data bisa ipatorang, jadi biasona ipake manjadi teknik eksploratif giot manganalisis himpunan data, songon metabolom dekonvolusi. Alai, pangurangan dimensi mambahen mago sebagian isi ni hatorangan di kumpulan data, jala PCA ndang boi mangalehon hatorangan kuantitatif taringot tu parange na mansai ringkot tu teori ekologi, isarana: songon dia herbivora mangatur muse keragaman di bidang khusus (misalna, hamoraon, parsebaran) Dot kelimpahan) metabolit? Metabolit na dia do na gabe prediksi ni keadaan na dipillit ni sada binatang na manganhon rumput? Sian sudut kekhususan, keragaman dohot induksi, isi informasi profil metabolit khusus bulung terurai, jala didapot molo manganhon binatang na manganhon bulung-bulung boi mangaktifhon metabolisme khusus. Na so panagaman, huparrohahon hami do, songon na digombarhon di angka indikator teori informasi na dilaksanahon, situasi metabolisme na dihasilhon adong tumpang tindih na balga dung serangan ni dua herbivora (generalis Sl na dilehon mangan borngin) dohot ahli Solanaceae Ms. Asam lemak-asam amino konjugat (AAM) pemula di OS (31). Marhite na mamangke OS na manganhon rumput laho mangubati luka tusukan na dibakuhon, pangubatan na manganhon rumput simulasi pe patuduhon kecenderungan na sarupa. Prosedur na standar on laho mansimulasihon tanggapan ni suansuanan tu serangan ni angka binatang na manganhon rumput, mambahen mago angka faktor na mambahen ganggu roha ala ni parubahan ni pangalaho mangan ni angka binatang na manganhon rumput, na mambahen marragam tingkat ni hasesega di tingki na marasing (34). FAC, na binoto gabe panyabab utama ni OSM, mangurangi JAS dohot tanggapan hormon suansuanan na asing di OSS1, sementara OSS1 mangurangi marratus hali (31). Alai, OSS1 mambahen sarupa tingkat akumulasi JA dibandinghon OSM. Nunga jolo dipatuduhon, na mansai sensitif do tanggapan ni JA di Nepenthes na dilemahkan tu OSM, di na boi FAC mampartahanhon ulaonna nang pe diencerkan 1:1000 dohot aek (44). Alani i, molo dibandinghon tu OSM, nang pe mansai toru FAC di OSS1, alai tuk do i laho manginduksi wabah JA na tuk. Studi na salpu madung patuduhon molo protein songon porin (45) dohot oligosakarida (46) boi dipangke gabe petunjuk molekuler laho mamicu tanggapan pertahanan ni suansuanan di OSS1. Alai, ndang tangkas dope manang na elisitor on di OSS1 do na martanggung jawab tu akumulasi JA na diida di penelitian saonari.
Nang pe ndang piga penelitian na manggombarhon sidik jari metabolisme na marasing na dibahen ala ni pangkeon ni angka binatang na marragam manang JA manang SA eksogen (asam salisilat) (47), ndang adong na mangganggu gangguan spesies binatang binatang di jaringan duhut suansuanan jala panghorhonna tu metabolisme na diparsiajari secara keseluruhan. hatorangan pribadi. Analisis on lobi patoguhon molo hubungan jaringan hormon internal dohot hormon suansuanan na asing salain JA mambentuk kekhususan reorganisasi metabolisme na dibahen angka binatang na manganhon bulung-bulung. Secara khusus, hami mendeteksi ET na disebabkan OSM signifikan lobi godang sian na disebabkan OSS1. Modus on sadalan dohot lobi godang kandungan FAC di OSM, na gabe syarat na porlu jala tuk laho memicu ledakan ET (48). I konteks interaksi antara suan-suanan dot herbivora, fungsi pensinyalan ET i dinamika metabolit khusus suan-suanan totop sporadis dot hum martujuan tu sada kelompok senyawa. Itambai dohot i, bahatan panalitian madung mamake aplikasi eksogen ET sanga prekursorna sanga marragam panghambat giot mamparsiajari pangaturan ET, i antarana aplikasi kimia eksogen on nangkan mambaen bahat efek samping non-spesifik. Sahat tu na binotonami, penelitian on manggombarhon pamaresoan sistematis skala godang na parjolo taringot tu peran ni ET di pangkeon ni ET laho manghasilhon dohot mangarajumi suansuanan transgenik na rusak laho mangkoordinasihon dinamika metabolom suansuanan. Induksi ET khusus herbivora ujungna bisa mamodulasi tanggapan metabolom. Na paling signifikan ima manipulasi transgenik gen biosintesis ET (ACO) dot persepsi (ETR1) na mangungkapkon akumulasi de novo fenolamida khusus herbivora. Nunga jolo dipatuduhon na ET boi menyetel akumulasi nikotin na dibahen JA marhite mangatur N-metiltransferase putresin (49). Alai, sian sudut pandang mekanis, ndang tangkas songon dia ET menyetel induksi fenamida. Salain fungsi transduksi sinyal ET, fluks metabolisme juo bisa ialihkon tu S-adenosil-1-metionin giot mangatur investasi i poliaminofenol amida. S-adenosil-1-metionin ima ET dohot perantara umum jalur biosintesis poliamin. Mekanisme sinyal ET mangatur tingkat fenolamida porlu iparsiajari lobi lanjut.
I bagasan waktu na leleng, arani bahatna metabolit khusus na inda binoto strukturna, parhatian na sangat tu kategori metabolisme tartontu inda bisa manilai secara ketat parubahan waktu tingon keragaman metabolisme dung interaksi biologis. Saonari, marojahan tu analisis teori informasi, hasil utama perolehan spektrum MS/MS marojahan tu metabolit na so bias ima angka binatang na manganhon manang na maniru binatang na manganhon rumput torus mangurangi keragaman metabolisme secara keseluruhan sian metabolom bulung huhut pagandahon tingkat spesialisasi na. Peningkatan sementara spesifisitas metabolom on na disebabkon ni herbivora markaitan dohot peningkatan sinergis spesifisitas transkriptom. Fitur na paling mambaen kontribusi tu spesialisasi metabolom na lobi godang on (na puna nilai Si na lobi ginjang) ima metabolit khusus dohot fungsi herbivora na itandai sebelumna. Model on sadalan dohot ramalan teori OD, alai ramalan MT na marpardomuan tu keacakan pemrograman ulang metabolom ndang sadalan. Alai, data on pe sadalan do tu prediksi model campuran (MT na dumenggan; Gambar 1B), ala metabolit na asing na so marciri dohot fungsi pertahanan na so binoto boi dope mangihuthon parserahan Si acak.
Sada pola na patut parrohahonon na lam ditangkup penelitian on ima sian tingkat evolusi mikro (populasi suansuanan dohot tembakau tunggal) tu skala evolusi na umbalga (spesies tembakau na mardongan tubu), tingkat organisasi evolusi na marasing do na di “pertahanan na dumenggan” Adong do perbedaan na signifikan di kemampuan ni herbivora. Moore dkk. (20) dot Kessler dot Kalske (1) sacara mandiri mangusulkon giot mangubah tolu tingkat fungsional keanekaragaman hayati na awalna ibedakon Whittaker (50) manjadi parubahan temporal konstitutif dot induksi tingon keanekaragaman kimia; panurat on ndang marringkas Prosedur pangumpulan data metabolom skala na balga pe ndang manggarisbawahi songon dia mangetong keragaman metabolisme sian data on. I studi on, penyesuaian menek tu klasifikasi fungsional Whittaker akan maanggap keanekaragaman α-metabolisme manjadi keanekaragaman spektrum MS/MS i suan-suanan tartontu, dot keanekaragaman β-metabolisme songon metabolisme intraspesifik dasar tingon kelompok populasi Ruang, dot keanekaragaman γ-metabolisme manjadi parpanjangan tingon analisis na sarupa.
Sinyal JA mansai ringkot tu ragam ni tanggapan metabolisme ni binatang na manganhon rumput. Tai, hurang dope pangujian kuantitatif na ketat tu kontribusi pangaturan intraspesifik biosintesis JA tu keragaman metabolom, jala manang na sinyal JA ima inganan umum tu keragaman metabolisme na dibahen stres di skala makroevolusi na tumimbo dope na so tarboto. Dipamanat hami do, sifat duhut-duhut ni rumput-rumput Nepenthes mambahen spesialisasi metabolism jala variasi spesialisasi metabolism di bagasan populasi spesies Nicotiana dohot di tonga-tonga ni spesies Nicotiana na mardongan tubu secara sistematis berkorelasi positif dohot sinyal JA. Asing ni i, molo ganggu sinyal JA, gabe dibatalhon ma spesifisitas metabolisme na dibahen sada genotipe herbivora (Gambar 3, C dohot E). Harana parubahan spektrum metabolisme populasi Nepenthes na lemah sacara alami bahatan markumpulan, parubahan i keragaman dot spesifisitas metabolisme β i analisis on bisa sabagian godang i arani eksitasi na gogo tingon kategori senyawa na kayo metabolit. Kelas senyawa on mandominasi bagian profil metabolom dot mambaen korelasi positif dohot sinyal JA.
Harana mekanisme biokimia spesies tembakau na donok mardongan dohot i sangat marbeda, metabolit-metabolit secara khusus itandai i aspek kualitatif, jadi lobi analitis. Pangolahan teori informasi tu profil metabolisme na itangkap mangungkapkon molo induksi herbivora mampaburuk partukaran antara keanekaragaman gamma metabolisme dot spesialisasi. Sinyal JA berperan sentral di partukaran on. Peningkatan spesialisasi metabolom sadalan dohot prediksi OD utama jala markorelasi positif dohot sinyal JA, sementara sinyal JA markorelasi negatif dohot keragaman gamma metabolisme. Model-model on manyatoon molo kapasitas OD ni suan-suanan tarlobi itontuon tingon plastisitas JA, sanga i skala evolusi mikro sanga i skala evolusi na lobi godang. Percobaan aplikasi JA eksogen na mangaliluhon cacat biosintesis JA lobi mangungkaphon molo spesies tembakau na mardomu boi dibedahon gabe spesies na mangalusi sinyal dohot na so mangalusi sinyal, sarupa songon mode JA dohot plastisitas metabolom ni nasida na dipicu ni herbivora. Spesies na inda mangalusi sinyal inda bisa mangalusi harana inda bisa mambaen JA endogen dot arani i tunduk tu keterbatasan fisiologis. On boi do ala ni mutasi di pigapiga gen kunci di jalur pensinyalan JA (AOS dohot JAR4 di N. crescens) ni. Hasil on manyoroti molo pola makroevolusi antar spesies on bisa tarlobi-lobi idorong tingon parubahan i pangantusion dot tanggapan hormon internal.
Salain interaksi antara tumbuhan dot herbivora, eksplorasi keanekaragaman metabolisme markaitan dohot sude kemajuan teoritis na ponting i penelitian adaptasi biologis tu lingkungan dot evolusi sifat-sifat fenotipik na kompleks. Dohot partambaan bahat data na idapotkon alat MS modern, pangujian hipotesis tu keragaman metabolisme saonnari bisa mangalobihon parbedaan metabolit marsada-sada/kategori dot mambaen analisis global giot mangungkapkon pola-pola na inda panagaman. I proses analisis skala godang, sada metafora na ponting ima gagasan mangandung peta na mararti na bisa ipake giot manjalahi data. Alani i, sada hasil na ringkot sian kombinasi saonari sian metabolomik MS/MS na so bias dohot teori informasi ima na mangalehon sada metrik sederhana na boi dipangke laho mambangun peta laho manjalahi keragaman metabolisme di skala taksonomi na marasing. I ma syarat dasar ni metode on. Kajian taringot tu evolusi mikro/makro dohot ekologi masyarakat.
I tingkatan evolusi makro, inti tingon teori ko-evolusi tumbuhan-serangga Ehrlich dot Raven (51) ima manurirangi molo variasi keragaman metabolisme antar spesies ima panyabab ni keragaman garis keturunan tumbuhan. Alai, di bagasan limapulu taon dung dibahen karya mani on, nunga jarang diuji hipotesis on (52). Hal on bahatan harana ciri-ciri filogenetik ciri-ciri metabolisme na sebanding i garis keturunan tumbuhan jarak jauh. Kelangkaan i bisa ipake giot jangkar metode analisis sasaran. Alur kerja MS/MS saonnari na iproses teori informasi mangukur kesamaan struktural MS/MS tingon metabolit na inda binoto (tanpa pemilihan metabolit sebelumna) dot mangubah MS/MS on manjadi sada kumpulan MS/MS, sahinggo i metabolisme profesional Model makro-evolusi on ibandingkon i skala klasifikasi. Angka indikator statistik na sederhana. Prosesna sarupa dohot analisis filogenetik, na bisa mamake penjajaran urutan giot mangukur tingkat diversifikasi sanga evolusi karakter tanpa prediksi sebelumna.
I tingkat biokimia, hipotesis saringan Firn dot Jones (53) patuduhon molo keragaman metabolisme dijaga di tingkat na marasing laho paradehon bahan baku laho mangulahon kagiatan biologis ni metabolit na so mardomu manang na diganti najolo. Metode teori informasi mangalehen kerangka i dia peralihan evolusi khusus metabolit on na tarjadi i maso spesialisasi metabolit bisa iukur manjadi bagian tingon proses penyaringan evolusi na iusulkon: adaptasi aktif secara biologis tingon spesifisitas na rendah tu spesifisitas na ginjang Metabolit na ihambat tingon lingkungan tartontu.
Sasudena, i ari-ari parjolo biologi molekuler, teori partahanan tumbuhan na ponting ikembangkon, dot metode na idorong hipotesis deduktif ianggap sacara luas manjadi sada-sadana cara tu kamajuan ilmiah. Hal on bahatan tarjadi arani keterbatasan teknis mangukur sude metabolom. Anggo metode na idorong hipotesis tarlobi marguna i mamilih mekanisme kausal lainna, kemampuanna giot mamajukon pangantusionta taringot tu jaringan biokimia lobi tarbatas tingon metode komputasi na adong saonnari i ilmu data kontemporer. Ala ni i, angka teori na so boi diprediksi dao do di duru ni lingkup ni data na adong, gabe ndang boi dihapus rumus hipotetis/siklus uji kemajuan di bidang penelitian (4). Taparrohahon do alur kerja komputasi metabolomik na dipatandahon dison boi patubuhon muse minat tu parsoalan na baru-baru on (boha) dohot na parpudi (boasa) taringot tu keragaman metabolisme, jala mambahen era na imbaru sian ilmu data na dipandu secara teoritis. Era i mamareso ulang teori-teori ponting na mambaen inspirasi tu sundut-sundut nasolpu.
Pamakan herbivora langsung dilaksanahon marhite na patubuhon larva instar paduahon manang larva Sl di sada bulung ni suansuanan kendi na marwarna Pucat sian sada suansuanan na marbunga mawar, dohot 10 replika suansuanan per suansuanan. Larva ni serangga i dijepit dohot penjepit, jala jaringan bulung na tading i dipungu 24 dohot 72 jom dung infeksi jala hatop dibekuhon, jala diekstraksi ma metabolitna.
Simulasihon perawatan herbivora dengan cara na sangat sinkron. Metode na ima mamakke roda pola kain laho manusuk tolu baris duri di ganup sisi ni rusuk tengah ni tolu bulung ni suansuanan na gok membesar saleleng tahap pertumbuhan ni karangan bunga kain, jala pintor dibahen 1:5 Encer Ms. Panen jala olah sada bulung songon na di ginjang i. Pangke ma cara naung digombarhon nangkin laho mambuat metabolit primer dohot hormon ni suansuanan (54).
Tu aplikasi JA eksogen, tolu bulung daun ni ganup sian onom suansuanan na marbunga mawar sian ganup spesies dirawat dohot 20μl pasta lanolin na mengandung 150μg MeJA (Lan + MeJA), dohot 20μl lanolin ditambah pengobatan luka (lan + MeJA), manang mamangke kontrol luka (lan + MeJA). Daunna dipanen 72 jom dung dirawat, dibekuhon di bagasan nitrogen cair, jala disimpan di suhu -80°C sahat tu na dipangke.
Opat garis transgenik JA dohot ET, i ma irAOC (36), irCO1 (55), irACO dohot sETR1 (48), nunga ditanda di kelompok penelitian nami. irAOC kuat patuduhon penurunan kadar JA dohot JA-Ile, sementara irCOI1 ndang peka tu JA. Molo dibandinghon tu EV, lam tamba do akumulasi JA-Ile. Songon i ma nang irACO, gabe moru ma produksi ni ET, jala molo dibandinghon tu EV, sETR1 na so peka tu ET, gabe lam tamba ma produksi ni ET.
Dipangke do spektrometer laser fotoakustik (sensor sense ETd-300 sensor ET waktu nyata) laho mangulahon pangukuran ET secara non-invasif. Pintor dung dirawat, satonga bulungna i diponggol jala dipindahon tu botol kaca na tertutup 4 ml, jala dipasombu ma ruang ulu i marpungu di bagasan 5 jom. Di tingki pangukuran i, ganup botol diuras dohot aliran udara murni 2 liter/jam saleleng 8 menit, na jolo mamolus sian katalis na diparade Sensor Sense laho mambuat CO2 dohot aek.
Data mikroarray awalna diterbithon di (35) jala disimpan di Pusat Informasi Bioteknologi Nasional (NCBI) Basis Data Komprehensif Ekspresi Gen (nomor akses GSE30287). Data na hombar tu bulung na dibahen perlakuan W + OSMs dohot kontrol na so sega diekstraksi tu penelitian on. Intensitas mentah ima log2. Andorang so analisis statistik, garis dasar i diubah jala dinormalisasi tu persentil na pa-75-hon mamangke paket perangkat lunak R.
Data urutan RNA asli (RNA-seq) spesies Nicotiana dibuat sian Arsip Bacaan Singkat NCBI (SRA), nomor proyek ima PRJNA301787, na dilapothon Zhou dkk. (39) jala mardalan songon na pinatorang di (56). Data mentah na diolah W + W, W + OSM dohot W + OSS1 na hombar tu spesies Nicotiana dipillit laho dianalisa di penelitian on, jala diolah songon on: Parjolo, pambacaan RNA-seq mentah diubah gabe format FASTQ. HISAT2 mangubah FASTQ gabe SAM, jala SAMtools mangubah file SAM gabe file BAM na diurut. StringTie ipake giot mangetong ekspresi gen, dot metode ekspresina ima adong potongan per saribu potongan basa per juta potongan transkripsi na marurutan.
Kolom kromatografi Acclaim (150 mm x 2,1 mm; ukuran partikel 2,2 μm) na dipangke di analisis dohot kolom penjaga 4 mm x 4 mm terdiri sian bahan na sarupa. 0,5 menit, isokratik 90% A [air deionisasi, 0,1% (v/v) asetonitril (v/v) asetonitril dan 0,05% asam B. 0,05% asam formik); 0,5 sahat tu 23,5 menit, fase gradien 10% A dohot 90% B; 23,5 sahat tu 25 menit, isokratik 10% A dohot 90% B. Laju aliran 400μl/menit. Di sude analisis MS, disuntik ma eluen kolom tu analisa quadrupole dohot waktu penerbangan (qTOF) na dilengkapi dohot sumber elektrosemprotan na beroperasi di mode ionisasi positif (tegangan kapiler, 4500 V; saluran kapiler 130 V ; Suhu pengering aliran udara 200°C;
Patupahon analisis fragmen MS/MS (na digoari muse MS/MS) na so marlapatan manang na so boi dibedahon sian data laho mandapot hatorangan struktural taringot tu profil metabolisme na boi dideteksi secara keseluruhan. Konsep metode MS/MS na so mardia imbar mangasahon fakta molo kutub empat i adong jendela isolasi massa na mansai balga [ala ni i, anggap ma sude sinyal rasio massa-tu-muatan (m/z) songon pacahan]. Alani i, ala ndang boi alat Dampak II mambahen kemiringan CE, pigapiga analisis mandiri diulahon mamangke nilai energi tabrakan disosiasi (CE) na dibahen tabrakan na lam tamba. Singkatna, parjolo ma dianalisa sampel marhite ionisasi elektrosemprot UHPLC/qTOF-MS mamangke mode spektrometri massa tunggal (kondisi pecahan na rendah na dihasilhon ni pecahan di sumber), pindai sian m/z 50 sahat tu 1500 di frekuensi pangulangan 5 Hz. Pake nitrogen songon gas tabrakan tu analisis MS/MS, jala patupahon pangukuran mandiri di opat tegangan disosiasi na marasing na dibahen tabrakan: 20, 30, 40, dohot 50 eV. I sude proses pangukuran, kutub empat puna jendela isolasi massa targodang, tingon m/z 50 sampe 1500. Molo percobaan m/z badan jolo dot lebar isolasi diatur tu 200, rentang massa otomatis diaktifkon dohot perangkat lunak operasi alat dot 0 Da. Pindai ma angka serpihan massa songon di mode massa tunggal. Pake ma natrium format (50 ml asam formik dan 1 ml larutan berair NaOH 1M) untuk kalibrasi massa. Manggunaon algoritma kalibrasi presisi tinggi Bruker, berkas data ikalibrasi dung mardalan spektrum rata-rata i periode waktu na tartontu. Dipangke ma fungsi ekspor ni perangkat lunak Analisis Data v4.0 laho manguba file data mentah gabe format NetCDF. Himpunan data MS/MS nunga disimpan di basis data metabolomik terbuka MetaboLights (www. 1471.
Rakitan MS/MS boi diwujudkan marhite analisis korelasi antara sinyal kualitas MS1 dohot MS/MS tu energi tabrakan na rendah dohot na timbo dohot aturan na baru dilaksanahon. Skrip R dipangke laho mewujudkan analisis korelasi ni parserahan ni prekursor tu produk, jala skrip C# (pipa perakitan MS) dipangke laho patulushon aturan i.
Asa boi moru hasalaan positif palsu na pinatupa ni suara latar belakang dohot korelasi palsu na pinatupa ni deteksi fitur m/z tertentu holan di pigapiga sampel, hupangke hami do fungsi “puncak diisi” sian paket R XCMS (untuk koreksi intensitas suara latar belakang) Ingkon dipangke laho manggantihon “NA na diisi) Molo dipangke fungsi puncak isi, godang dope nilai intensitas “0′′ di kumpulan data na laho manghorhon tu perhitungan korelasi. nilai-nilai intensitas dohot nilai latar belakang na dietong hami pe holan mangarajumi fitur na intensitasna lobi sian tolu hali nilai latar belakang jala mangarajumi i songon “puncak na sintong.” Molo paretongan PCC, holan sinyal m/z ni pendahulu sampel (MS1) dohot himpunan data pacahan na saotikna ualu puncak na sintong do na dipertimbangkan.
Molo gogo ni fitur kualitas prekursor di sude sampel markorelasi signifikan dohot gogo na moru sian fitur kualitas na sarupa na hona energi tabrakan na rendah manang na timbo, jala fitur i ndang dicap songon puncak isotop ni CAMERA, boi do i ditangkasi lam tu dengganna. Dung i, dohot mangetong sude pasangan prekursor-produk na mungkin i bagasan 3 s (jendela waktu retensi perkiraan tu retensi puncak), analisis korelasi ilaksanaon. Holan molo nilai m/z umtoru sian nilai pendahuluan jala terjadi pecahan MS/MS di inganan sampel na sarupa di kumpulan data dohot pendahuluan sian dia i dibuat, dianggap ma i pecahan.
Marhite dua aturan na sederhana on, tapabali ma angka potongan na ditontuhon na marnilai m/z na umbalga sian m/z ni parjolo na ditanda, jala marojahan tu posisi sampel di dia parjolo i tarida dohot potongan na ditontuhon. Laos boi do dipillit fitur kualitas na dihasilhon ni godang serpihan di sumber na dihasilhon di mode MS1 songon calon prekursor, marhite i manghasilhon senyawa MS / MS na marlobi-lobi. Asa boi moru redundansi data on, molo sarupa NDP ni spektrum lobi sian 0,6, jala masuk tu “kelompok pc” kromatogram na disurathon CAMERA, tapasada ma i. Na parpudi, hami padomuhon sude opat hasil CE na mardomu tu pendahuluan dohot angka serpihan tu spektrum komposit dekonvolusi akhir marhite mamillit puncak intensitas na tumimbo di tongatonga ni sude puncak calon na sarupa nilai m / z di energi tabrakan na marasing. Langkah-langkah pamrosesan na mangihut marojahan tu konsep spektrum komposit jala mamparrohahon kondisi CE na marasing na dihaporluhon laho mamaksimalhon kemungkinan parbolatbolaton, ala pigapiga pacahan holan boi dideteksi di toru ni energi tabrakan na tartontu.
RDPI (30) dipangke laho mangetong induksi ni profil metabolisme. Keragaman spektrum metabolisme (indeks Hj) dibuat sian godang ni prekursor MS/MS mamangke entropi Shannon ni parserahan frekuensi MS/MS mamangke persamaan na mangihut na digombarhon ni Martínez dkk. (8). Pij sesuai dengan frekuensi relatif MS/MS ke-i di sampel ke-j (j = 1, 2,..., m) (i = 1, 2, ..., m) t).
Spesifisitas metabolisme (indeks Si) iartikon manjadi identitas ekspresi MS/MS na ibereon marhubungan dohot frekuensi antara sampel na ipartimbangkan. Spesifisitas MS/MS dihitung sebagai Si = 1t (∑j = 1tPijPijPi)
Pake ma rumus na mangihut on laho mangukur indeks δj khusus metabolom sian ganup sampel j, jala rata-rata spesifisitas MS/MS δj = ∑i = 1mPijSi .
Spektrum MS/MS dijajarkan marpasang-pasang, jala sarupa dietong marojahan tu dua skor i. Parjolo, mamangke NDP standar (na digoari muse metode korelasi kosinus), mamangke persamaan na mangihut laho mambahen skor kesamaan segmen antara spektrum NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 dimana S1 dan S2 Sesuai, untuk spektrum sebagai, i manggombarhon borat marojahan tu intensitas puncak na perbedaan puncak umum ke-i antara dua spektrum i hurang sian 0,01 Da. Boratna dietong songon on: W = [intensitas puncak] m [kualitas] n, m = 0,5, n = 2, songon na disaranhon MassBank.
Dilaksanahon ma metode penilaian paduahon, i ma manganalisis NL na dibagihon antara MS/MS. Dibahen hami ma 52 daftar NL na jotjot jumpang saleleng proses pecahan MS secara bersamaan, dohot NL na lebih spesifik (berkas data S1) na hea disurathon tu spektrum MS / MS ni metabolit sekunder ni spesies Nepenthes na gale ( 9, 26 ). Buat ma vektor biner 1 dohot 0 tu ganup MS/MS, hombar tu arus dohot na so adong ni pigapiga NL masing-masing. Marhite sarupa jarak Euklid, skor sarupa NL dietong tu ganup pasang vektor NL biner.
Laho mangulahon punguan ganda, dipangke hami do paket R DiffCoEx, na marojahan tu perpanjangan ni Analisis Ko-ekspresi Gen Tertimbang (WGCNA). Manggunahon matriks skor NDP dohot NL spektrum MS/MS, dipangke hami ma DiffCoEx laho mangetong matriks korelasi perbandingan. Kode sumber R ni DiffCoEx diunduh sian file tambahan 1 ni Tesson dkk. (57); Paket perangkat lunak R WGCNA na dihaporluhon boi do didapot di
Dibahen ma analisis jaringan molekuler MS/MS, dietong hami ma konektivitas spektral na marpasangan marojahan tu jenis kemiripan NDP dohot NL, jala dipangke hami ma perangkat lunak Cytoscape laho mambahen gambaran topologi jaringan mamangke tata letak organik di aplikasi ekstensi algoritma tata letak yFiles CyFilescape.
Pake ma R versi 3.0.1 laho patupahon analisis statistik tu data i. Signifikansi statistik dinilai mamakke analisis varians dua arah (ANOVA), diihuthon dohot uji pasca-hoc perbedaan signifikan jujur ​​(HSD) Tukey. Laho manganalisis perbedaan ni perlakuan herbivora dohot kontrol, dianalisis ma parserahan dua ekor ni dua kelompok sampel na sarupa variansna mamangke uji t Student.
Molo naeng mandapot bahan tambahan tu artikel on, ida ma di http://www.
On ma sada artikel akses terbuka na dibagihon di toru ni ketentuan Lisensi Atribusi-Non-Komersial Creative Commons, na mangizinhon pangkeon, distribusi dohot reproduksi di media aha pe, asal ma pangkeon akhirna ndang tu keuntungan komersial jala premisna ima molo karya aslina tingkos. Bona.
Catatan: Holan mangido do hami asa dilehon hamu alamat emailmuna asa diboto halak na disaranhon hamu tu halaman i na lomo rohamuna mangida email i jala ndang spam. Ndang na laho manangkap hami alamat email.
Sungkunsungkun on dipangke laho manguji molo hamu pengunjung jala mangambati pengajuan spam otomatis.
Teori informasi mangalehen mata uang universal tu parbandingan metabolom khusus dot prediksi teori partahanan uji.
Teori informasi mangalehen mata uang universal tu parbandingan metabolom khusus dot prediksi teori partahanan uji.
©2021 Punguan Amerika tu Kemajuan Ilmu Pengetahuan. sude hak dijaga. AAAS adalah mitra dari HINARI, AGORA, OARE, KOOR, JAMSS, CrossRef dan COUNTER. 2375-2548.