代谢组学揭示水稻——稻瘿蚊互作的潜在生化标识物

【目的】筛选稻瘿蚊(RGM)侵染下抗、感水稻材料差异代谢物,揭示水稻抗虫靶标化合物,为解析植物与昆虫互作关系及水稻害虫绿色防控提供理论依据。【方法】分别对抗RGM水稻材料GXM-001-2和易感RGM水稻材料TN1进行RGM接虫胁迫,接虫后48 h利用液相色谱—质谱联用仪(LC-MS)对RGM侵染及未侵染抗、感水稻材料的代谢物进行化学成分分析。【结果】RGM侵染下抗、感水稻材料的差异代谢物分析显示,LC-MS共检测到330种代谢物,其中155种为已知代谢物;被RGM侵染后,GXM-001-2中上调代谢物种类远少于其下调代谢物种类,也远少于TN1中的上调代谢物种类。RGM侵染下水稻潜在生化标识物种类分析表明,差异代谢物分为抗性特性(n=16)、易感特性(n=16)、侵染特性(n=7)和宿主特性(n=3)等4类。生化标识物及差异倍数分析表明,抗性特性物包括1-氨基环丙烷羧酸、3-磷酸甘油酸和二十烷酸等物质,其中6-甲基维生素D、谷氨酸、叶绿醇和酪氨酸等物质上调表达;易感特性物包括2-己酮酸、3-苯基乳酸和6-羟基己酸等物质,其中6-羟基己酸、葡萄糖和白皮杉醇等7种物质下调表达;侵染特性物包括γ-氨基丁酸、半乳糖酸和丙醇二酸等物质,其中腺嘌呤、尿苷、丙醇二酸和γ-氨基丁酸在抗、感材料中变化趋势一致;宿主特性物包括异亮氨酸、十六烷酸和环亮氨酸,前2种物质在GXM-001-2中显著高于TN1(P<0.05)。【结论】RGM侵染后从抗、感水稻材料中筛选到抗性特性物、易感特性物、侵染特性物和宿主特性物,其中脂肪酸及其衍生物(十六烷酸、二十烷酸、十四烷酸和β-羟基十四烷酸)、氨基酸(谷氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和γ-氨基丁酸)、酚类(阿魏酸)、萜类(叶绿醇)和胺类(乙酰苯胺、苄胺和乳酰胺)可能在植物抗虫防御反应中发挥重要作用,是RGM侵染水稻最重要的潜在生化标识物。

Recent advances in target identification by natural product based chemical probes

Natural products have been extensively used to treat diseases throughout human history. These are mainly because natural products normally target biological macromolecules selectively. Target identification could help us to develop new therapeutic agents and discover new biological pathways underlying human diseases. Herein, we highlight some recent examples of using natural products and their derivatives as chemical probes to identify the molecular targets and elucidate mode of action.