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代謝組+轉錄組

轉錄組是獲得生物體內基因表達的重要方法,代謝組是生物體表型的基礎和直接體現者。代謝產物是生物體在內外調控下基因轉錄的最終結果,是生物體表型的物質基礎。在系統生物學研究時代,生物發育過程復雜多變,基因調控網絡復雜,單獨用一種組學對系統生物學進行研究,往往比較片面。利用轉錄組的數據獲得大量差異表達的基因,與代謝組檢測得到的差異代謝物進行關聯分析,從原因和結果兩個層次分析生物體的內在變化,鎖定與代謝物變化重點通路,構建核心調控網絡,全面探究生物的生長發育及脅迫機制,從整體上解釋生物學問題。
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  1.產品簡介:

  轉錄組是獲得生物體內基因表達的重要方法,代謝組是生物體表型的基礎和直接體現者。代謝產物是生物體在內外調控下基因轉錄的最終結果,是生物體表型的物質基礎。在系統生物學研究時代,生物發育過程復雜多變,基因調控網絡復雜,單獨用一種組學對系統生物學進行研究,往往比較片面。利用轉錄組的數據獲得大量差異表達的基因,與代謝組檢測得到的差異代謝物進行關聯分析,從原因和結果兩個層次分析生物體的內在變化,鎖定與代謝物變化重點通路,構建核心調控網絡,全面探究生物的生長發育及脅迫機制,從整體上解釋生物學問題。

 

  2.應用領域:

   植物生長發育機制研究

   植物生物脅迫機制研究

   植物非生物脅迫機制研究

   蔬果花卉色澤營養代謝研究

   藥用植物功能活性成分通路探究

   動物遺傳育種

   動物營養品質研究

   動物疾病研究

 

  3.技術路線:

3

 

  4.樣本要求:

 

 

廣靶

動物脂質

轉錄組

新鮮植物組織

建議3g,最低1g

--

新鮮植物組織:≥500mg ,根:≥1000mg,果實:≥1500mg

新鮮動物組織

建議200mg,最低50mg;

建議200mg,最低50mg

≥300mg

細胞

建議1×107,最低1×106;

最低1×106,建議1×107

≥5×106

 

  RNA要求:

  樣品濃度:≥50 ng/ul

  樣品體積:>10ul

  樣品總量:>3ug

  RIN≧6.8 (動物)、6.3(植物、真菌)

 

  分析內容:

3

  5.文章案例:

  The Asian corn borer Ostrinia furnacalis feedingincreasesthe direct and indirect defence ofmid-whorl stagecommercial maize in the field

  亞洲螟取食對玉米心葉中期直接和間接的傷害

   期刊:Plant Biotechnology Journal

   影響因子:IF= 6.305

   發表時間:2019年1月

  方案設計:

  1.收集玉米螟取食0,2,4,12,24h后的玉米葉片進行轉錄組檢測,尋找與抗蟲相關差異基因;

  2.收集玉米螟取食后的0,2,4,8,12h的玉米葉片進行JA,JA-ILE,SA 和ABA檢測,并篩選與抗蟲相關激素基因;

  3.收集玉米螟取食后的0,24,48,72h的玉米葉片進行苯丙惡嗪類代謝物檢測;

  4.用對照葉片和玉米螟取食24h后葉片喂養玉米螟,觀察玉米螟的生理狀態;

  5.收集玉米螟取食0.2,4,12,24,48,72h,葉片進行揮發性代謝物檢測,及揮發性物質對玉米螟的天敵腰帶長體繭蜂的偏好性檢測。

  結果:

  1.玉米螟取食后玉米葉片轉錄組分析發現,黃酮類,苯丙素類,單萜類,和苯并惡嗪類的生物合成,以及與植物防御相關的其他代謝途徑發生明顯變化,qPCR結果與轉錄組一致;

  2.玉米螟取食后,激素及其差異基因分析發現,JA及其通路合成基因發生上調;

  3.玉米螟取食后,苯丙惡嗪類代謝物及其通路基因發生顯著變化;

  4.用玉米螟取食24h后的葉片去喂食玉米螟,其生長指標與對照相比下降顯著;

  5.玉米螟取食后玉米葉片的揮發性物質對繭蜂具有明顯誘導作用。

4

 

  案例2:

  Proteomics integrated with metabolomics: analysis of the internal causes of nutrient changes in alfalfa at different growth stages

   期刊:Environmental Pollution

   影響因子:IF=4.35

   發表時間:2017年7月

  方案設計:

  1)選擇不同濃度BPA溶液(對照,4.4mMBPA,8.8 mMBPA, 17.5 mMBPA)對受精后2h斑馬魚胚胎進行暴露處理 ;

  2)暴露處理斑馬魚胚胎120h后,取樣進行代謝組檢測和分析,代謝組樣品為4組樣本;

  3)暴露處理斑馬魚胚胎120h后,選擇對照組和17.5mMBPA處理組斑馬魚胚胎進行轉錄組測序;

  4)對差異代謝物及差異基因KEGG分析,相關性分析,解析暴露于BPA環境中,斑馬魚胚胎代謝機制的變化;

  結果分析:

  1.BPA處理后的斑馬魚代謝檢測:高濃度BPA處理對斑馬魚胚胎影響較大,BPA處理對核苷酸及氨基酸代謝通路相關;

  2.轉錄組分析:差異基因KEGG分析雌激素刺激和異生素,氧化還原過程,代謝過程發生顯著變化。

  3.聯合分析:差異代謝物相關性分析及通路分析顯示,視黃醇及花生四烯酸通路在BPA處理后收到顯著影響;

rrr

  6.參考文獻:

  1.Fan Wenqiang,Ge Gentu,Liu Yinghao et al. Proteomics integrated with metabolomics: analysis of the internal causes of nutrient changes in alfalfa at different growth stages.[J] .BMC Plant Biol., 2018, 18: 78.

  2.Guo Jingfei,Qi Jinfeng,He Kanglai et al. The Asian corn borer Ostrinia furnacalisfeeding increases the direct and indirect defence of mid-whorl stage commercialmaize in the field.[J] .Plant Biotechnol. J., 2019, 17: 88-102.

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