基于代谢组学分析光照时间对烤烟生长发育的影响

光照时间对烤烟的产质量具有重要影响。通过盆栽试验对烤烟进行长日照(16 h光照/8 h黑暗)和短日照(8 h光照/16 h黑暗)培养,对各处理的烟叶进行化学成分和代谢组学分析,从代谢组学水平上探讨不同光照时间对烤烟生长和品质的影响。结果表明,长日照处理的烟叶褪黄较多,生长较快;短日照烟株的氮代谢延迟,成熟缓慢。长日照处理上、中部烟叶还原糖含量较短日照处理分别提升30.56%、33.82%,总氮含量分别降低11.50%、20.46%,化学成分协调性变好。代谢组学分析显示,长日照和短日照烟株中共有92种差异代谢产物(短日照烟株相对长日照烟株4种上调和88种下调),包括氨基酸、有机酸、糖类和嘧啶;功能分析表明,这些产物在14条KEGG途径中显著富集,涉及代谢通路、嘧啶代谢、苯丙氨酸代谢和苯丙素类生物合成。因此,光照时间可能通过调节烤烟的代谢通路、苯丙素类生物合成、嘧啶代谢、氨基酸相关途径和烟酸衍生生物碱合成,从而影响烤烟生长发育和品质。

近6年代谢组学在疾病诊断中的可视化分析

目的:通过对国内外代谢组学在疾病诊断中的相关研究进行文献计量及可视化分析,探索其研究现状与热点,以期为该领域的进一步研究与发展提供一定的参考。方法:通过检索近6年中国知网数据库和Web of Science核心合集数据库中的相关文献,运用VOSviewer和COOC软件对国家、作者、机构、被引频次和关键词进行共现分析。结果:在CNKI和WOS数据库中,发文量最多的国家是中国;发文量最多的机构为河南中医药大学和中国科学院;关键词生物标志物、质谱分析、蛋白质组学、核磁共振、尿液、液相色谱质谱联用等出现频次较高。结论:近6年,国内外对代谢组学在疾病诊断中的研究热度不断上升,研究热点为利用代谢组学、蛋白质组学、糖组学等多组学整合技术与菌群相结合寻找不同疾病患者与健康人之间的生物标志物、疾病发病机制以及不同干预措施作用于机体起效的代谢通路,研究方向也逐渐从恶性肿瘤疾病转向对同一疾病不同证型。

基于感官评价和代谢组学分析叶用枸杞茶

以26个品种(系)叶用枸杞芽叶干样及鲜叶为材料,采用感官评价和代谢组学技术并结合多元统计分析对其感官品质和代谢物进行分析。感官评价结果表明,叶用枸杞芽叶干样滋味醇厚、鲜爽、有甜味;液相色谱-质谱联用结果显示,叶用枸杞芽叶中共鉴定出879种代谢物,包括氨基酸及其衍生物、黄酮类、酚酸类、糖类、核苷酸及其衍生物、木脂素和香豆素、生物碱、萜类、有机酸、脂质10类。根据偏最小二乘判别分析模型及单因素方差分析筛选出211种差异代谢物,主要富集在亚油酸代谢、类黄酮生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、苯丙醇生物合成、半乳糖代谢等代谢通路,此外还发现,氨基酸及其衍生物、黄酮、糖类和脂类是区分不同品种(系)叶用枸杞芽代谢物的重要组分。偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)分析表明,表儿茶素、异槲皮素、芦丁等26种代谢物共同影响叶用枸杞茶醇、厚、鲜、甜和苦等滋味。感官评价结合PLSR分析结果表明,‘宁杞菜1号’‘宁杞9号’、Z90、Z68、Q3、Q6-13和Z487种叶用枸杞具有感官品质较好且滋味物质丰富的特点。

基于广泛代谢组学的白兰地非挥发化合物鉴定及差异分析

白兰地是一种风味独特的酒精饮品,而相对于香气成分,其非挥发化学组成特征研究相对较少。因此,该研究以3个不同来源的典型干邑白兰地为研究对象,利用基于超高效液相色谱-串联质谱(ultra performance liquid chromatography, UPLC-MS/MS)的广泛靶向代谢组学技术检测分析了白兰地中非挥发代谢物的组成及差异。结果显示,UPLC-MS/MS共鉴定出十类638种非挥发代谢物,其中酚类(257种)种类最为丰富。主成分分析和层次聚类分析结果表明,3个不同来源干邑白兰地非挥发代谢物具有显著差异。应用正交偏最小二乘判别分析和t-检验,共筛出170个差异代谢物。KEGG途径分析结果表明,差异化合物与橡木的代谢途径相关,其主要富集于植物激素信号转导、半乳糖代谢、黄酮类化合物的生物合成、苯丙烷类生物合成。该研究较为全面地揭示了白兰地非挥发代谢物指纹图谱,为深入认识白兰地的风味组成提供数据参考及理论依据。

基于非靶向代谢组学分析不同品种肉鸽胸肌代谢差异

为了解不同品种肉鸽胸肌组织的代谢差异及其对肉品质和风味产生的影响,选取28日龄银王鸽和申王肉鸽1号乳鸽各16只,采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术对其胸肌代谢物进行非靶向代谢检测,并运用代谢组学分析技术进行代谢模式差异分析、差异代谢物筛选和差异代谢物代谢通路富集分析。结果表明:在正、负离子模式下,银王鸽和申王肉鸽1号胸肌中分别检测出80种和47种代谢物,筛选出13种差异代谢物。与银王鸽相比,申王肉鸽1号中有8种代谢物丰度显著上调(P<0.05),5种显著下调(P<0.05)。KEGG分析表明:这13种差异代谢物在23条代谢通路上富集,主要为氨基酸代谢、不饱和脂肪酸代谢、核苷酸代谢、磷酸盐代谢等通路。研究结果可为进一步阐明不同鸽品种中胸肌风味物质的调控机制提供科学依据。

基于蛋白质组学和代谢组学分析初步探讨苯并(k)荧蒽致小鼠生殖损伤的作用机制

目的通过蛋白质组学和代谢组学探究苯并(k)荧蒽[Benzo(k)fluoranthene,BkF]对雄性小鼠生殖损伤潜在的作用机制。方法选取20只健康清洁级6周龄雄性昆明小鼠[体质量(18±2)g],按完全随机分组分为对照组、低剂量BkF组(7.5 mg/kg)、中剂量BkF组(15 mg/kg)、高剂量BkF组(30 mg/kg),每组5只。对照组灌胃给予玉米油,低、中、高剂量BkF组分别给予7.5、15.0、30.0 mg/(kg/d)剂量的BkF,按照10 mL/kg的体积,经口连续灌胃35 d生精周期。每周5 d进行灌胃,连续5周。建模完成后,轻断食10 h进行取材。采用计算机辅助精子分析(computer-assisted sperm analysis,CASA)软件检测分析精液参数;HE染色分析睾丸组织病理结构;采用生物信息学技术分析差异蛋白通路;采用火山图分析高剂量BkF组和对照组差异表达前10的蛋白质;液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)非靶向代谢组学技术,筛选出差异代谢物;通过KEGG及KEGG信号通路注释分析和GO富集分析差异代谢物。结果与对照组比较,BkF处理的小鼠精子数量和活力有下降趋势,差异具有统计学意义(P<0.05)。病理切片结果显示,与对照组比较,BkF处理的小鼠生精小管管腔扩张,生精细胞排列紊乱。蛋白质组学检测睾丸组织蛋白水平,发现Spata46、Rab5b等蛋白水平降低,Zscan21、Aifm2等蛋白水平升高(P<0.01)。蛋白质组学京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopeclia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析显示,其主要涉及吞噬体、蛋白质输出、核糖体等通路。基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析显示其主要涉及雄性减数分裂Ⅰ、组蛋白乙酰化、p53信号通路的调控、细胞周期的正向调节、细胞死亡的正向调节等信号通路。代谢组学KEGG显示发现氨基糖和核苷酸糖代谢与其他代谢途径联系最为密切。结论蛋白质组学和代谢组学分析结果表明BkF暴露与精子生成、细胞凋亡和周期、DNA损伤、氨基糖和核苷酸糖代谢等相关。

不同产地蒙古黄芪的非靶向代谢组学分析

黄芪(Astragalus membranaceus)是一种传统的道地药材,药用历史悠久,分布范围广,不同产地黄芪的药材品质和疗效相差甚远,次生代谢物的类型和含量是决定药材品质的物质基础。为了研究不同产地黄芪次级代谢物的差异,为解析黄芪品质形成提供重要依据,同时为优质黄芪的选育奠定基础,试验对来自山西浑源(S2-7)、山西五台(S2-9)、甘肃和政药园(S2-10)的3种蒙古黄芪根进行基于LC-MS/MS的非靶向代谢组学测定,利用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)方法进行差异代谢物筛选,并通过KEGG数据库进行通路富集分析。结果显示,共鉴定出674种代谢产物,分为29类,主要包括萜类物质、黄酮类物质、苯丙素类物质和生物碱类物质。依据P<0.05、变量投影重要度(VIP)>1筛选差异代谢物,甘肃黄芪(S2-10)与山西黄芪组(S2-7、S2-9)间筛选出81种差异代谢物;山西五台(S2-9)和浑源(S2-7)2个产地黄芪间筛选出67种差异代谢物;这些代谢物在含量上存在显著差异。对通路进行富集分析可知,甘肃黄芪与山西黄芪组富集到3条差异显著的代谢通路:异喹啉生物碱生物合成、吲哚生物碱生物合成以及烟酸盐和烟酰胺代谢通路。综上可见,不同产地黄芪次级代谢物的类型和含量存在一定差异。

基于气质联用技术的黄芩素防治放射性肠损伤小鼠血清代谢组学分析

目的通过基于气质联用(GC-MS)技术的代谢组学方法,考察黄芩素干预下放射性肠损伤小鼠血清代谢产物变化,以及黄芩素参与放射性肠损伤防治过程中,内源性生物小分子的变化特征,探讨黄芩素潜在的调控机制。方法建立小鼠放射性肠损伤模型,并随机分为正常对照组、模型组、低剂量黄芩素组和高剂量黄芩素组。黄芩素以灌胃方式给予,采用GC-MS技术,对各组小鼠血清样本进行分析,通过偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)筛选差异性代谢物,利用MetaboAnalyst分析潜在的代谢通路。结果小鼠肠组织病理切片显示,黄芩素高剂量组和低剂量组对放射性肠损伤有一定的防护作用。代谢组学分析表明,空白组、模型组、低剂量和高剂量黄芩素给药组代谢谱存在显著差异。黄芩素灌胃给药后,放射性肠损伤小鼠的内源性代谢物有正常化趋势。研究共筛选出11个潜在代谢标志物,以及与此相关的5条代谢通路,其中糖代谢、谷胱甘肽通路、氨代谢相关通路尤为显著。结论黄芩素对放射性肠损伤有一定的防治作用。黄芩素参与糖代谢和谷胱甘肽代谢,改善放射导致的内源性物质紊乱是其潜在作用机制。

基于蛋白组学和代谢组学在血液存储中相关性分析

目的红细胞(RBC)储存损伤一直是RBC体外储存研究所关注的重要问题,涉及到RBC储存过程中一系列生理、生化、形态和组学成分的改变,这些改变相互作用从而对储存RBC产生影响。为了进一步阐明RBC储存损伤机制,通过多组学研究储存期悬浮RBC损伤机制。方法取一次性使用塑料血袋采集的悬浮RBC共10袋(ALT化验结果不合格),将已制备的RBC放4℃冰箱中储存,分别于储存0周、1周、3周和5周取样,按RBC质量标准进行检测(HCT、HGB和储存期末溶血率)。检测其在不同保存期的各项生化指标(K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)、Ca^(2+)、Glu和LDH)。进行蛋白组学和代谢组学检测,通过生物信息学分析评价悬浮RBC储存过程中相关生物学功能变化情况及相关性。结果符合悬浮RBC质量国家标准,其生化指标K^(+)和LDH随着保存时间的延长而有所升高,Na^(+)和Glu随着保存时间的延长而有所下降,在保存5周时差异显著(P<0.01),其它指标Cl^(-)和Ca^(2+)变化不明显(P>0.05)。我们根据筛查的蛋白质以及其下游的差异代谢物变化情况,进行了蛋白组学与代谢组学整合分析,通过不同层次的生物分子之间的关联研究,发现悬浮RBC的储存对RBC代谢等过程影响更明显,特别是核苷酸代谢、嘌呤代谢及蛋白质的消化和吸收等代谢相关通路,对RBC代谢相关蛋白影响反而小一些。结论我们通过使用代谢组学和蛋白组学检测,促进RBC结构、功能等的研究,为深入研究悬浮RBC储存损伤机制奠定了良好基础。

基于非靶向代谢组学的药膳鱼汤代谢产物差异分析

药膳鱼汤是一道滋补价值高的佳肴,关于其化学组成特征的研究相对较少。因此,该研究以鱼汤、药膳鱼汤为研究对象,利用超高效液相色谱-质谱联用(ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry,UPLC-MS/MS)代谢组学技术,结合主成分分析(principal components analysis,PCA)、正交偏最小二乘-判别分析(orthogonal partial least squares-discrimination analysis,OPLS-DA)等多元统计学方法,探究药膳鱼汤的差异代谢物。采用变量投影重要性VIP>1且P<0.05的标准,筛选差异显著的代谢物,并进行代谢通路分析。结果显示,共鉴定出20类176个差异代谢物,其中包括35个氨基酸及其衍生物,38个脂肪酰类,25个有机酸及其衍生物,17个核苷酸及其衍生物,10个碳水化合物及其衍生物,以及18个黄酮化合物。KEGG功能通路富集分析筛选出6条代谢通路,包括氨基酸的生物合成、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、核苷酸糖的生物合成、ABC转运蛋白、咖啡因代谢以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢。非靶向代谢组学从整体水平上揭示了药膳鱼汤的代谢差异,为其鉴别和品质评价提供了方向。

基于代谢组学分析香蜂草苷抗非酒精性脂肪肝病的作用机制

目的:基于非靶向代谢组学和生物信息学方法研究香蜂草苷抗非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的作用机制。方法:将18只雄性SD大鼠随机分为正常对照组、模型组和香蜂草苷组(3 mg/kg),每组6只。使用高脂饲料喂养8周诱导建立NAFLD大鼠模型。香蜂草苷组每天灌胃给予香蜂草苷治疗8周,正常对照组和模型组灌胃给予等量生理盐水。采用苏木精—伊红(HE)染色和油红O染色观察各组大鼠肝组织病理学变化。使用超高效液相—质谱(UPLC-Xevo G2-XS QTof)检测大鼠肝匀浆代谢物,以P<0.05和变化倍数(|FC|)>2为标准筛选差异代谢物,进行代谢物分类富集分析;以总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、游离脂肪酸(FFA)和胰岛素抵抗(IR)等NAFLD相关指标为疾病表型,构建加权代谢共表达网络分析(WMCNA),筛选出与NAFLD相关的核心代谢物。取差异代谢物和核心代谢物交集进行生物标志物分析。结果:与模型组比较,香蜂草苷组大鼠体重降低,肝脏脂质沉积减少,肝脏病理损伤减轻。代谢组学结果表明,共筛选出差异代谢物126个,其中上调50个,下调76个(香蜂草苷组vs.模型组)。WMCNA筛选出核心代谢物189个,主要为磺酸及其衍生物、脂肪酸化合物。取差异代谢物和核心代谢物交集在Metaboanlyst在线数据库分析可得25个潜在生物标志物,其中脂酰类化合物Isopropylmalic acid(P<0.05,FC=-2.81)和脂肪酸生成相关化合物Alpha-Linoleoylcholine(P<0.05,FC=-1.39)、3-trans,5-cis-Octadienoyl-CoA(P<0.05,FC=-1.78)变化差异具有统计学意义。结论:香蜂草苷可能通过调节Isopropylmalic acid、Alpha-Linoleoylcholine和3-trans,5-cis-Octadienoyl-CoA的代谢水平,起到改善NAFLD的作用,为缓解脂质代谢紊乱提供前期实验基础。

刺梨不同提取物的非靶向代谢组学比较与分析

该文采用超高效液相色谱-高分辨质谱技术(ultra high performance liquid chromatography high resolution mass spectrometry,UPLC-HRMS)对刺梨不同提取物进行非靶向定性解析,通过数据库确认注释并鉴定代谢物,在二级质谱信息下共鉴定出316种代谢物。运用多元统计方法进行刺梨不同提取物数据分析并筛选出差异代谢物。主成分分析结果表明,刺梨不同提取物存在代谢物差异。依据正交偏最小二乘法判别分析模型的变量重要性投影(variable importance projection value,VIP,VIP>1.3)值、P<0.01和差异倍数(fold change,FC,FC≥3和FC≤0.1)可筛选出49种显著差异代谢物。通过MBRole 2.0通路分析功能,发现有11条代谢途径。其中类黄酮生物合成途径最为显著,共计4个代谢物参与类黄酮生物合成代谢通路。该文基于非靶向代谢组学分析表明,刺梨不同提取物之间的代谢物有一定差异,为进一步研究其功能提供了数据支持。

铵胁迫下Bacillus aryabhattai NM1-A2脂质代谢的多组学分析

为了探究脂质代谢在抵抗铵胁迫中的具体作用,本研究以一株高耐铵菌株Bacillus aryabhattai NM1-A2为研究对象,通过全基因组和转录组分析挖掘脂质代谢通路和关键基因,利用实时荧光定量PCR对筛选的差异表达基因进行定量分析,并测定丙二醛含量和抗氧化酶活性.结果表明,铵胁迫下脂肪酸合成相关基因(accC、fabG和fabF等)均上调表达,脂肪酸降解相关基因(ACSL、fadB和fadN等)大多下调表达,可能导致脂肪酸积累.醛脱氢酶编码基因ALDH上调表达以减少脂质氧化产物的积累.此外,铵胁迫诱导超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶表达水平和活性的提高,以减少活性氧产生和细胞损伤.因此,活跃的脂质代谢和抗氧化酶系统是B.aryabhattai NM1-A2抵抗铵胁迫的重要途径.

基于代谢组学分析LED光质对山丹组培苗的生长代谢调控

以山丹(Lilium pumilum Redouté)组培苗为试验材料,使用5种不同光质LED灯(R、B、R1B1、R1B2、R2B1)处理,以白炽灯为对照(CK),探究光质影响下山丹组培苗生长发育差异,并采用超高效液相色谱与质谱(UHPLC-MS/MS)联用技术对其进行代谢组学分析,明确差异代谢物质种类含量和相关通路变化,为山丹组培产业化生产中的光质选择提供重要的科学参考依据。结果表明,不同光质处理对山丹组培苗增殖及生长发育情况有显著影响,其中以R1B2处理综合指标较好,增殖系数为3.14、叶片为4.96张、叶片长度为1.81 cm、鳞茎直径达0.37 cm,叶色嫩绿,叶片粗厚,并有少量粗壮根生成。基于UHPLC-MS/MS非靶向代谢组学,山丹组培苗正负离子模式下共鉴定出1 406种代谢物质;比较组间共33种差异代谢物,包括8种脂类及类脂分子、9种苯丙素和聚酮类化合物、2种有机酸及其衍生物等;KEGG富集分析,比较组间共显著富集到类黄酮生物合成、新陈代谢途径2条通路。本试验阐明了光质不仅影响山丹组培苗的生长发育情况,还调控其代谢物的积累,其中R1B2处理下,山丹组培苗增殖效率更高、生长更为健壮;黄酮类物质为山丹组培苗光质胁迫下的主要差异代谢物,且R2B1处理下影响较为显著。

基于代谢组学方法的混合香精香料差异性物质鉴定与品质分析

使用气相色谱-质谱和代谢组学分析方法,研究了4种混合香精香料的多批次样本中的特征性和差异性物质,并对样本的品质一致性进行分析评价。从A、B、C、D 4种混合香精香料中分别鉴定出49、32、48、39种物质,其中乙酸乙酯、乙酰丙酸乙酯、异戊酸异戊酯、麦芽酚、二丙二醇、乙酸、4-氧代戊酸及5-羟甲基-2-呋喃甲醛8种物质是共有的主要风味组分。A与C型样本风味成分较为相似,果香与花香特征的酯类物质含量最为丰富,B型中具有酸香特征的酸类物质含量较高,D型中酮类致香物质最多。主成分分析与偏最小二乘判别分析能够识别混合香精香料中的特征性与差异性物质。根据变量投影重要性及统计结果筛选出的苹果酸二乙酯、反式-橙花叔醇、乙基麦芽酚等40种物质可用于4种香精香料的品质判断。不同类型样本的物质组成差异明显,同类型不同批次样本间特征物质的质量波动较小、品质一致性较好。

基于代谢组学分析耐盐碱水稻根际土壤特异代谢物

探究耐盐碱水稻种植对滨海盐渍土代谢变化。基于超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法的广泛靶向代谢组学研究,采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)、热图分析等方法对海水稻倒灌土壤进行分析。结果表明,与未种植耐盐碱水稻的海水倒灌土壤(HC)相比,种植耐盐碱水稻的海水倒灌土壤(HR)和种植耐盐碱水稻+土壤改良剂的海水倒灌土壤(HT)根际土壤特异代谢物呈明显的分离状态。从3种土壤样品中共检测出121种代谢产物,其中HC与HR之间筛选出23个差异代谢物,分别是上调代谢物16种、下调代谢物7种;在HC与HT之间筛选出21个差异代谢物,分别是上调代谢物12种、下调代谢物9种。HR和HT的土壤特异代谢物主要集中在脂质、糖类、杂环化合物、胺类、氨基酸类等。表明种植耐盐碱水稻丰富了盐渍土中的代谢物种类。

不同品质青稞种子的广泛靶向代谢组学研究

通过测定蛋白质、淀粉、β-葡聚糖和γ-氨基丁酸等品质指标含量,从81个西藏青稞种质资源中挑选出3种不同品质级别的青稞:品质较好的为比如青稞,品质中等的为曲水青稞,品质较差的为巴日白青稞,利用LC-MS/MS对不同品质的青稞种子中代谢物的变化进行研究。结果表明:比如青稞和巴日白青稞(56个代谢物上调,206个下调)、比如青稞和曲水青稞(179个上调,82个下调)、曲水青稞和巴日白青稞(58个上调,240个下调)差异表达显著的代谢物总数分别为262、261、298。差异倍数分析发现,和巴日白青稞相比,比如青稞上调的代谢物主要是酚酸类物质;和曲水青稞相比,比如青稞上调的代谢物主要是花青素类物质;和巴日白青稞相比,曲水青稞上调的代谢物主要是黄酮碳糖苷类物质。代谢通路富集分析结果表明,和品质较差的青稞相比,品质较好青稞的差异代谢物共富集在65条代谢通路上,主要是氨基酸的生物合成、氨酰生物合成、类黄酮生物合成等通路富集显著。和品质中等的青稞相比,品质较好青稞上调的差异代谢物共富集在65条代谢通路上,主要是氨基酸的生物合成、氨酰生物合成和2-氧代环戊烷羧酸甲酯代谢等通路显著富集;和品质较差的青稞相比,品质中等青稞的差异代谢物共富集在61条代谢通路上,主要是黄酮和黄酮醇的生物合成、嘌呤代谢、嘧啶代谢、氨酰生物合成。

基于LC-MS/MS分析板芪清肺组方发酵代谢差异

【目的】试验从代谢组学水平探讨贝莱斯芽孢杆菌发酵板芪清肺组方中药材的代谢差异。【方法】采用液相色谱质谱/质谱联用(LC-MS/MS)技术,通过主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)等多元统计和代谢途径分析探讨板芪清肺组方中药材粉末和经贝莱斯芽孢杆菌固态发酵的板芪清肺组方药材差异代谢产物和代谢通路。【结果】发酵板芪清肺颗粒组方组(Enzyme组)和未发酵板芪清肺颗粒组方对照组(Water组)在正离子模式下共筛选出34624个差异代谢产物,在负离子模式下共筛选出15762个差异代谢产物。将差异代谢物进行聚类分析,鉴定出的差异代谢物可分为203类,正、负离子模式组间关系PCA图的区分效果良好;发酵后主要上调差异代谢物包括雌马酚、二乙酸乙二醇酯、香草乙二醇、D-鸟氨酸、喹雌酚、胆固醇和乙酰胆碱等,下调差异代谢产物包括黄曲霉素、芥酸、肉豆蔻酸和黄嘌呤等;KEGG代谢通路富集分析筛选到27条显著差异代谢通路,包括近端小管碳酸氢盐回收、精氨酸生物合成、组氨酸和嘌呤衍生生物碱的生物合成、植物次生代谢物的生物合成、苯丙烷的生物合成、蛋白质的消化和吸收等。【结论】板芪清肺组方发酵后差异代谢产物脂类、酮类等氨基酸显著增加,酸类氨基酸显著降低,涉及到多种氨基酸生物合成和嘌呤代谢等途径,为板芪清肺组方发酵产品提供了理论依据。

基于LC-MS代谢组学的植物乳杆菌发酵黄芪的代谢产物分析

试验旨在利用色谱-质谱联用(liquid chromatograph-mass spectrometer,LC-MS)代谢组学技术分析植物乳杆菌发酵黄芪的代谢产物,并探索其互作发酵机制。分别采取植物乳杆菌发酵黄芪(FT组)和未发酵黄芪固态粉末(CT组),经样本前处理、LC-MS分析、生物学信息分析等探寻差异代谢物并分析代谢通路。结果显示,总离子流图峰图重现性良好,发酵黄芪主要代谢物共鉴定出183种代谢成分,正离子和负离子模式样品间关系PCA图均能良好区分。火山图分析表明,FT和CT组间的代谢物变化具有差异性,正离子模式上调的1416个代谢物富集到83个代谢途径;下调的935个代谢物富集到83个代谢途径;负离子模式上调的1040个代谢物富集到52个代谢途径,下调的809个代谢物富集到45个代谢途径。发酵黄芪差异代谢产物酸类、脂类、酮类等氨基酸显著增加,烯类等氨基酸显著下调,其中上调代谢物15个,下调代谢物2个,关键代谢产物主要为α-硫酸二乙酯、2-甲基柠檬酸、3-异丙烯基-6-氧代庚酸等,涉及到丙酮酸代谢、丙酸代谢、半乳糖代谢等途径。本研究结果为发酵黄芪的代谢产物、发酵互作机制和临床应用提供理论依据。

基于LC-MS的代谢组学分析流程与技术方法

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后兴起的又一新的组学研究分支,但其研究技术方法一直以来都是影响代谢组学发展的瓶颈之一。超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)技术结合化学计量学比较好地实现了对大量样品和微量代谢物的快速定性、定量分析,极大地推动了代谢组学的发展。本文按照代谢组学分析流程综述了LC-MS与化学计量学相结合用于代谢组学研究的现状与进展,并对重要研究方向进行了简要展望。