代謝組學(xué)分析是目前針對生物個體的代謝產(chǎn)物分析最有效的方法之一。本研究旨在探討冬小麥東農(nóng)冬麥1號在低溫生長條件下的代謝變化,為此采用目前較為先進(jìn)的GC-TOF/MS檢測技術(shù),對大田種植的冬小麥東農(nóng)冬麥1號在5℃、-10℃、-25℃下的分蘗節(jié)進(jìn)行了代謝物質(zhì)的測定,根據(jù)SIMCA軟件得到的數(shù)據(jù)降維結(jié)果,挑選出主要代謝產(chǎn)物。通過代謝物質(zhì)的鑒定可以初步為我們展現(xiàn)冬小麥東農(nóng)冬麥1號適應(yīng)低溫的代謝調(diào)節(jié)機(jī)制,為了使鑒定結(jié)果更具說服力,對GC-TOF/MS檢測的部分代表性代謝產(chǎn)物采取了生物學(xué)角度驗證,主要是參考各溫度的比對結(jié)果,選定差異顯著代謝通路中的關(guān)鍵代謝物質(zhì),并對相應(yīng)調(diào)控酶的基因進(jìn)行實時定量分析。主要研究結(jié)果如下:（1）建立了5℃、-10℃、-25℃下東農(nóng)冬麥號分蘗節(jié)的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫。不同溫度數(shù)據(jù)庫比對結(jié)果共得到419個非靶標(biāo)的代謝產(chǎn)物,其中差異顯著的代謝產(chǎn)物81個,依據(jù)HMDB數(shù)據(jù)庫進(jìn)行代謝產(chǎn)物分類及不同溫度下差異代謝物比對分析,得到了糖、氨基酸、氮、有機(jī)酸、核酸等相關(guān)代謝流程圖。（2）氨基酸代謝在低溫來臨后表現(xiàn)為,一部分隨溫度降低其相對含量逐漸升高,如Pro、Val等的含量升高顯著,增強了低溫... 

【文章來源】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

代謝組學(xué)在系統(tǒng)生物學(xué)中的位置

本實驗所選材料是由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥育種實驗室贈送的冬小麥（Triticum aestivum），東農(nóng)冬麥 1 號（Dongnongdongmai 1），此品種的特點是抵御-30°C 以下的低溫，且返可以保持在 85%以上[105]。東農(nóng)冬麥 1 號將冬小麥的種植范圍擴(kuò)大到了北緯 47°，使得黑省高寒地區(qū)種植冬小麥成為了可能。2.2 試驗設(shè)計和取材東農(nóng)冬麥 1 號種子于 2015 年 9 月 8 日播種于黑龍江省哈爾濱市香坊區(qū)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)試（45°7′N，126°6′E），采用小區(qū)種植方式，各小區(qū)行長 150 cm，行距 25 cm，每行播種 150 粒，深播 5 cm。田間常規(guī)管理，并持續(xù)監(jiān)測田間溫度變化，待溫度達(dá)到預(yù)先選定的節(jié)點（5°C、-10°C 和-25°C）時進(jìn)行樣品的采集。如圖 2-1 所示，當(dāng)連續(xù) 10 d 最低溫度均值為 5°C 時進(jìn)行對照組樣品的采集，當(dāng)最低平均溫度為 5°C 時，白天最高溫度仍可達(dá)5°C 左右，冬小麥可正常生長；依據(jù)本課題組前期試驗證實，5°C 是大田幼苗對于低溫適一個溫度節(jié)點，發(fā)現(xiàn)此時與抗寒相關(guān)的物質(zhì)會開始積累；當(dāng)連續(xù) 10 d 最低溫度的平均值10°C 時進(jìn)行試驗組 1 的樣品采集，依據(jù)本課題組前期的試驗數(shù)據(jù)證實，此時冬小麥東農(nóng) 1 號依舊可以進(jìn)行一些代謝反應(yīng)，但隨著溫度的繼續(xù)降低冬小麥東農(nóng)冬麥 1 號會進(jìn)入到狀態(tài)，因此-10°C 也被認(rèn)為是溫度節(jié)點；當(dāng)連續(xù) 10 d 最低溫度的平均值為-25°C 時進(jìn)行試

結(jié)果與分析結(jié)果與分析1 GC-TOF/MS 檢測冬小麥東農(nóng)冬麥 1 號分蘗節(jié)樣品上機(jī)檢測，共得到 442 個代謝產(chǎn)物的峰。如圖 3-1 所圖 A 為 5°C（對照組）的上機(jī)檢測結(jié)果，圖 B 為-10°C（實驗組 1）的測定結(jié)果，25°C（實驗組 2）的測定結(jié)果，圖 D 為 3 組上機(jī)檢測后的比較結(jié)果。圖 A、B、C 中 6 種顏色的離子流表示 6 次生物學(xué)重復(fù)；圖中縱坐標(biāo)表示檢測的峰強度，每個峰代多個代謝物，各個峰的強度所代表的是該物質(zhì)的相對含量；橫坐標(biāo)為保留時間，是在檢測過程中達(dá)到最大濃度時所需要的時間。因此，從圖 D 我們可直觀看出三個溫，冬小麥東農(nóng)冬麥 1 號分蘗節(jié)中所提取到的代謝物差異比較明顯，即同一位置的峰峰的數(shù)量是有明顯差異的。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3140482