本文關(guān)鍵詞：基于CE-MS的代謝組學(xué)分析新方法及其在煙葉研究中的應(yīng)用　出處：《大連理工大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 毛細管電泳-質(zhì)譜 代謝組學(xué) 整合代謝組學(xué) 極性代謝組 煙草

【摘要】：植物代謝組學(xué)是一門從整體上研究植物受環(huán)境或基因擾動后其內(nèi)源性代謝物變化的科學(xué)。植物擁有比其他物種更為復(fù)雜多樣的代謝物,因而,如何精準又全面地獲得代謝組的信息,給分析方法提出了極大挑戰(zhàn)。質(zhì)譜是代謝組學(xué)最有用的分析工具,但單一分析技術(shù)和單一組學(xué)平臺已不能滿足植物功能研究的要求,亟待發(fā)展基于多平臺多組學(xué)的整合代謝組學(xué)方法。針對上述挑戰(zhàn),本論文基于毛細管電泳質(zhì)譜技術(shù)(CE-MS),旨在發(fā)展改進代謝物分析覆蓋度的新方法,并同時用于模式植物煙草的研究。(1)針對植物中重要硫代謝通路,采用毛細管電泳連續(xù)多進樣方式結(jié)合大體積進樣在線富集技術(shù),建立了高通量高靈敏度CE-MS靶向方法,并將其應(yīng)用于煙草和細胞樣品的分析。該方法實現(xiàn)了同時優(yōu)化多個實驗條件,有效地降低方法學(xué)開發(fā)時間,比傳統(tǒng)CE-MS方法通量提高5倍,靈敏度提高14.4-33.1倍,該方法可作為研究重要硫代謝通路的有效方法。(2)為了進一步擴大極性代謝組檢測覆蓋度,利用實驗設(shè)計理論優(yōu)化了煙草極性代謝組提取體系,建立了基于CE-MS的非靶向煙草代謝組學(xué)分析方法。采用該方法從煙草提取液中共鑒定出154個極性代謝物,包括氨基酸、有機酸、核苷、維生素和輔酶等。結(jié)果表明,該方法具有預(yù)處理簡單,重復(fù)性好,極性代謝組覆蓋度高等特點,非常適合煙草極性代謝組研究。(3)基于CE-MS和GC-MS良好的互補性,建立了多平臺整合的極性代謝組分析方法。將其應(yīng)用于三個典型種植產(chǎn)區(qū)煙草代謝研究,在煙草葉片中共鑒定出240個極性代謝物。進而通過差異代謝物關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)表明碳氮代謝分配和轉(zhuǎn)化規(guī)律與煙草的地域特色顯著相關(guān)。為了進一步明確代謝調(diào)控規(guī)律,對顯著相關(guān)的代謝通路進行深入分析,發(fā)現(xiàn)與河南產(chǎn)區(qū)相比,云南和貴州產(chǎn)區(qū)的成熟期中部葉片均具有較高氮素水平和三羧酸循環(huán)呼吸作用,但二者三羧酸循環(huán)底物和氮素轉(zhuǎn)化分配途徑不同；與河南和貴州產(chǎn)區(qū)相比,云南產(chǎn)區(qū)具有較強的光合能力和氮代謝能力；河南產(chǎn)區(qū)與其它兩地相比,戊糖磷酸代謝途徑和莽草酸代謝途徑中間體相互關(guān)聯(lián)緊密。(4)針對單一分析平臺、單一組學(xué)在生物功能研究中的局限性,建立了整合代謝組學(xué)分析方法。采用基于擬靶向和靶向GC-MS、非靶向和靶向LC-MS/UV以及非靶向CE-MS多平臺代謝組學(xué)分析方法,開展了煙草葉片對重要農(nóng)藝措施打頂?shù)膽?yīng)答機制研究。多平臺代謝組學(xué)分析方法在煙草葉片中共鑒定出367個代謝物,涉及煙草的主要初生、次生代謝途徑。結(jié)果表明,打頂對上部葉片影響較大,且上部葉代謝表型在打頂后初期和成熟期具有顯著不同的變化規(guī)律。進一步將代謝組學(xué)與轉(zhuǎn)錄組學(xué)整合,研究上部葉在打頂后不同時間點的應(yīng)答機制。與對照組比較,打頂初期上部葉片膜脂重組,光合能力以及碳固定能力增強,煙堿迅速積累；打頂改變了煙草葉片中營養(yǎng)分配,延緩了葉片衰老,增加了次生代謝產(chǎn)物在成熟期上部葉的積累。該研究結(jié)果表明基于多平臺、多組學(xué)的整合煙草代謝組學(xué)方法,可系統(tǒng)、深入地從分子水平闡釋打頂?shù)膽?yīng)答機制。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：Q946

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王智文;馬向輝;陳洵;趙學(xué)明;陳濤;;微生物代謝組學(xué)的研究方法與進展[J];化學(xué)進展;2010年01期

2 董玲玲;柴逸峰;曹穎瑛;朱臻宇;;微生物代謝組學(xué)的前處理及分析技術(shù)[J];微生物學(xué)通報;2009年12期

3 王磊;薄濤;蒙昔;;正在蓬勃興起的“代謝組學(xué)”研究技術(shù)與方法[J];生命的化學(xué);2014年01期

4 唐惠儒;王玉蘭;;代謝組學(xué):一個迅速發(fā)展的新興學(xué)科(英文)[J];生物化學(xué)與生物物理進展;2006年05期

5 徐慶;田科雄;;營養(yǎng)代謝組學(xué)的應(yīng)用探討[J];飼料博覽;2010年03期

6 邊玲;代謝組學(xué)簡介[J];食品與藥品;2005年04期

7 孫向明;杜娟;南莉莉;;代謝組學(xué)中代謝指紋分析技術(shù)進展[J];食品與藥品;2008年09期

8 楊軍,宋碩林,Jose Castro Perez,Robert S.Plumb,許國旺;代謝組學(xué)及其應(yīng)用[J];生物工程學(xué)報;2005年01期

9 曹蓓;阿基業(yè);王廣基;鄭天;劉林生;李夢婕;石建;王新文;趙春艷;;代謝組學(xué)在臨床研究中的應(yīng)用及進展[J];生命科學(xué);2010年08期

10 朱勇飛,張?zhí)鞂?代謝組學(xué)在毒理學(xué)研究中的應(yīng)用[J];國外醫(yī)學(xué)(衛(wèi)生學(xué)分冊);2005年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 ;《代謝組學(xué):方法與應(yīng)用》目次[A];營養(yǎng)健康新觀察（第四十一期）：營養(yǎng)代謝組學(xué)專題[C];2012年

2 薛佳;胡揚;陳奇;韓雪;;代謝組學(xué)的研究方法及其在藥學(xué)中的應(yīng)用[A];2009年中國藥學(xué)大會暨第九屆中國藥師周論文集[C];2009年

3 薛佳;胡揚;陳奇;韓雪;;代謝組學(xué)的研究方法及其在藥學(xué)中的應(yīng)用[A];2010年中國藥學(xué)大會暨第十屆中國藥師周論文集[C];2010年

4 周永明;任榮政;;骨髓增生異常綜合征代謝組學(xué)與骨髓增生異常綜合征[A];第八屆全國中西醫(yī)結(jié)合血液病學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

5 孫長顥;;營養(yǎng)代謝組學(xué)[A];營養(yǎng)健康新觀察（第四十一期）：營養(yǎng)代謝組學(xué)專題[C];2012年

6 曹蓓;阿基業(yè);王廣基;;代謝組學(xué)在臨床研究中的應(yīng)用及進展[A];第九屆全國藥物和化學(xué)異物代謝學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

7 郁勝強;;代謝組學(xué)及在腎臟病研究中的應(yīng)用[A];中華醫(yī)學(xué)會腎臟病學(xué)分會2010學(xué)術(shù)年會專題講座匯編[C];2010年

8 李福山;白嵐;;分子生物學(xué)研究的新領(lǐng)域—代謝組學(xué)[A];廣東省肝臟病學(xué)會微創(chuàng)專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議暨消化道腫瘤靶向治療新技術(shù)學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2007年

9 李小利;郭瑞臣;王本杰;;代謝組學(xué)在藥物研究開發(fā)中的應(yīng)用[A];2006年山東省醫(yī)院藥學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文匯編[C];2006年

10 陳敏;楊成梓;陳紅;;代謝組學(xué)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用概況[A];中華中醫(yī)藥學(xué)會中藥炮制分會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者　陳勇、通訊員　王占軍、蔡怡春;國際“代謝組學(xué)之父”牽手武漢[N];湖北日報;2006年

2 鄭見;用代謝組學(xué)“語言”詮釋中醫(yī)藥內(nèi)涵[N];中國中醫(yī)藥報;2012年

3 記者　李雪林 實習(xí)生 楊磊;“代謝組學(xué)”助中藥走向世界[N];文匯報;2006年

4 李雪林 楊磊;“代謝組學(xué)”助中醫(yī)藥走向世界[N];中國醫(yī)藥報;2006年

5 于麗珊;代謝組學(xué)與中醫(yī)藥研究受關(guān)注[N];中國中醫(yī)藥報;2006年

6 李雪林 楊磊;“代謝組學(xué)”助中醫(yī)藥走向世界[N];中國中醫(yī)藥報;2006年

7 本報實習(xí)記者　 王華鋒;合作可喜 前景可期[N];中國醫(yī)藥報;2006年

8 周東浩;營衛(wèi)與代謝組學(xué)[N];中國中醫(yī)藥報;2006年

9 記者　劉云濤;上海：代謝組學(xué)“聯(lián)姻”中藥研究結(jié)碩果[N];中國醫(yī)藥報;2006年

10 胡德榮;改變?nèi)梭w內(nèi)菌群治病成為可能[N];健康報;2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 谷艷;色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的代謝組學(xué)方法用于疾病及藥物作用機制的研究[D];沈陽藥科大學(xué);2012年

2 何翠翠;基于生物核磁共振與液質(zhì)聯(lián)用的代謝組學(xué)及藥代動力學(xué)研究[D];南京大學(xué);2011年

3 陳山喬;基于代謝組學(xué)的水產(chǎn)品物流相關(guān)技術(shù)研究[D];上海海洋大學(xué);2016年

4 姚薇;不穩(wěn)定型心絞痛患者代謝組學(xué)變化特點及治療前后的對照研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2016年

5 陳建軍;“聯(lián)合代謝組學(xué)”篩選抑郁癥性別差異性診斷標志物[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2016年

6 趙潔妤;基于CE-MS的代謝組學(xué)分析新方法及其在煙葉研究中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2016年

7 黎莉;疾病及藥物干預(yù)的代謝組學(xué)方法及應(yīng)用研究[D];華東理工大學(xué);2010年

8 夏建飛;基于液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的代謝組學(xué)新方法的研究與應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2010年

9 袁大林;代謝組學(xué)與中藥研究中復(fù)雜體系的解析方法及應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2010年

10 梁曉萍;基于液質(zhì)聯(lián)用的代謝組學(xué)在中藥復(fù)方療效和安全性評價中的應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫艷慧;家蠶蛹期營養(yǎng)分配關(guān)鍵代謝物的鑒定[D];西南大學(xué);2015年

2 管仁艷;基于優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基及微生物代謝組學(xué)方法提高Hygrocin A產(chǎn)量的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 王彥;基于代謝組學(xué)的中藥單體抑制小膠細胞活化研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2015年

4 宋瑞祥;基于尿液代謝組學(xué)方法篩選膀胱癌診斷標志物[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2015年

5 徐威;定量代謝組學(xué)的方法構(gòu)建及其在腸道微生態(tài)研究中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

6 胡蘭;代謝組學(xué)在相關(guān)婦科腫瘤中的發(fā)展及應(yīng)用[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2015年

7 白順杰;基于~1H NMR代謝組學(xué)方法研究氟西汀對星形膠質(zhì)細胞脂質(zhì)和氨基酸代謝的影響[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2015年

8 許衛(wèi)萍;色譜—質(zhì)譜聯(lián)用分析微生物代謝網(wǎng)絡(luò)[D];大連工業(yè)大學(xué);2011年

9 李梅映;基于代謝組學(xué)技術(shù)的BDE-47早期暴露對小鼠影響的研究[D];南京大學(xué);2014年

10 王寧麗;基于細胞代謝組學(xué)的抗氧化活性評價方法的建立及應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2016年

，

本文編號：1321201