Үҫемлектәрҙе һаҡлау буйынса төрлө теориялар үҫемлектәрҙең махсуслаштырылған матдәләр алмашыныуы ҡалыптарын аңлатыу өсөн мөһим теоретик йүнәлеш бирә, әммә уларҙы төп күҙаллауҙары тикшерелергә тейеш. Бында, беҙ ҡулланылған ғәҙел тандем масс-спектрометрия (МС/МС) анализ системалы тикшерергә метаболом тәмәке зәғифләнгән штаммдар айырым үҫемлектәрҙән популяцияларға һәм яҡын туғанлыҡ төрҙәре, һәм эшкәртелгән күп һанлы масс-спектрометрик үҙенсәлектәр теорияһы нигеҙендә ҡатнаш спектрҙар мәғлүмәт. Рамкалар һынау өсөн төп күҙаллауҙар оптималь оборона (ОД) һәм хәрәкәт итеүсе маҡсат (МТ) теориялары. Үҫемлектәр метаболомикаһының мәғлүмәт компоненты ОД теорияһына тап килә, әммә үлән ашаусылар тыуҙырған метаболомика динамикаһы буйынса МТ теорияһының төп күҙаллауына ҡаршы килә. Микро эволюцион масштабтан макроға тиклем ясмонат сигналы ОД-ның төп детерминанты булараҡ билдәләнгән, ә этилен сигналы MS/MS молекуляр селтәре менән аннотацияланған үлән ашаусыларға хас яуапты нәфис көйләүҙе тәьмин иткән.
Төрлө төҙөлөшлө махсус метаболиттар үҫемлектәрҙең тирә-яҡ мөхиткә яраҡлашыуында, бигерәк тә дошмандарҙан һаҡлауҙа төп ҡатнашыусылар булып тора (1). Үҫемлектәрҙә осраған махсус матдәләр алмашыныуының иҫ киткес диверсификацияһы уның экологик функцияларының күп аспекттары буйынса тиҫтәләрсә йылдар буйы тәрән тикшеренеүҙе стимуллаштырҙы һәм үҫемлектәрҙе һаҡлау теорияларының оҙон исемлеген барлыҡҡа килтерҙе, улар үҫемлектәр менән бөжәктәрҙең үҙ-ара тәьҫир итешеүенең эволюцион һәм экологик үҫеше булып тора. Эмпирика тикшеренеүҙәре мөһим йүнәлеш бирә (2). Әммә был үҫемлектәрҙе һаҡлау теориялары гипотезалы дедуктив фекерләүҙең норматив юлы менән бармаған, унда төп күҙаллауҙар анализдың бер үк кимәлендә булған (3) һәм теоретик үҫештең киләһе циклын алға ебәрер өсөн эксперименталь һыналған (4). Техник сикләүҙәр мәғлүмәттәр йыйыуҙы аныҡ метаболизм категориялары менән сикләй һәм махсуслаштырылған метаболиттарҙы комплекслы анализлауҙы сығарып ташлай, шуның менән теоретик үҫеш өсөн мөһим булған категориялар араһындағы сағыштырыуҙарға юл ҡуймай (5). Төрлө үҫемлектәр төркөмдәре араһында матдәләр алмашыныуы киңлеген эшкәрткән эш ағымын сағыштырыу өсөн комплекслы метаболомик мәғлүмәттәрҙең һәм дөйөм валютаның булмауы өлкәнең фәнни өлгөргәнлегенә ҡамасаулай.
Тандем масс-спектрометрияһы (МС/МС) метаболомикаһы өлкәһендәге һуңғы үҫештәр бирелгән система кладының төрҙәре эсендә һәм улар араһындағы метаболизм үҙгәрештәрен комплекслы характерлай ала, был ҡатмарлы ҡатнашмалар араһындағы структур оҡшашлыҡты иҫәпләү өсөн иҫәпләү ысулдары менән берләштерелә ала. Химияны алдан белергә (5). Анализ һәм иҫәпләүҙәрҙә алдынғы технологияларҙы берләштереү матдәләр алмашыныуының төрлөлөгө тураһында экологик һәм эволюцион теориялар тарафынан эшләнгән күп фараздарҙы оҙайлы ваҡытҡа тикшерергә кәрәкле нигеҙ булып тора. Шеннон (6) 1948 йылда үҙенең нигеҙ һалыусы мәҡәләһендә тәүге тапҡыр мәғлүмәт теорияһын индерә, мәғлүмәтте математик анализлау өсөн нигеҙ һала, ул уның тәүге ҡулланыуынан башҡа күп өлкәләрҙә ҡулланыла. Геномикала мәғлүмәт теорияһы эҙмә-эҙлекле консерватив мәғлүмәтте һанлаштырыу өсөн уңышлы ҡулланыла (7). Транскриптомика тикшеренеүҙәрендә мәғлүмәт теорияһы транскриптоманың дөйөм үҙгәрештәрен анализлай (8). Алдағы тикшеренеүҙәрҙә беҙ үҫемлектәрҙә туҡыма кимәленең метаболизм экспертизаһын һүрәтләү өсөн мәғлүмәт теорияһы статистик нигеҙҙәрен метаболомикаға ҡулландыҡ (9). Бында беҙ MS/MS нигеҙендә эш ағымын дөйөм валютала метаболизм төрлөлөгө менән айырылып торған мәғлүмәт теорияһының статистик нигеҙҙәре менән берләштерәбеҙ, үлән ашаусылар тарафынан индуцированный метаболомдың үҫемлек оборонаһы теорияһының төп күҙаллауҙарын сағыштырыу өсөн.
Үҫемлектәрҙе обороналау теоретик нигеҙҙәре, ғәҙәттә, үҙ-ара инклюзив һәм ике категорияға бүленергә мөмкин: улар үҫемлектәргә хас метаболиттар таралыуын аңлатырға тырышып, оборона функцияларына нигеҙләнеп, мәҫәлән, оптималь оборона (ОД) (10), хәрәкәт итеүсе маҡсат (МТ) (11) ) Һәм тышҡы ҡиәфәте нисек othersources in theory . үҫемлектәрҙең үҫешенә һәм махсуслаштырылған метаболиттар тупланыуына йоғонто яһай, мәҫәлән, углерод: туҡлыҡлы матдәләр балансы гипотезаһы (13), үҫеш тиҙлеге гипотезаһы (14 ), үҫеш һәм дифференциация тигеҙлеге гипотезаһы (15). Ике теория йыйылмаһы анализдың төрлө кимәлендә (4). Әммә ике теория йәлеп итеү оборона функциялары функциональ кимәлдә үҫемлектәр тураһында әңгәмә өҫтөнлөк итә конститутив һәм индуцируемый оборона: OD теорияһы, үҫемлектәр үҙҙәренең ҡиммәтле химик оборона инвестициялар кәрәк булғанда ғына, мәҫәлән, уларҙы ашағанда Ҡасан үлән хайуан һөжүм итә, шуға күрә, posibility менән a функцияһы бирелә (10); МТ гипотезаһы йүнәлешле метаболит үҙгәрештәренең күсәре булмауын тәҡдим итә, әммә метаболит осраҡлы рәүештә үҙгәрә, шулай итеп үлән ашаусыларға һөжүм итеүсе метаболизм “хәрәкәт маҡсатына” ҡамасаулау мөмкинлеге барлыҡҡа килә. Йәғни, был ике теория үлән ашаусылар һөжүм иткәндән һуң барлыҡҡа килгән матдәләр алмашыныуы тураһында ҡапма-ҡаршы фараздар яһай: оборона функцияһы булған метаболиттар бер йүнәлештә тупланыуы (ОД) һәм йүнәлтелмәгән матдәләр алмашыныуы үҙгәрештәре (МТ) араһындағы бәйләнеш (11 ).
ОД һәм МТ гипотезалары метаболомда индуцированный үҙгәрештәрҙе генә түгел, ә был метаболиттар тупланыуының экологик һәм эволюцион эҙемтәләрен дә үҙ эсенә ала, мәҫәлән, был метаболизм үҙгәрештәренең адаптив сығымдары һәм файҙаһы аныҡ экологик мөхиттә (16). Ике гипотеза ла махсуслаштырылған метаболиттарҙы һаҡлау функцияһын таныһа ла, улар ҡиммәтле булыуы ла, булмауы ла мөмкин, ОД һәм МТ гипотезаларын айырып торған төп фараз индуцированный метаболизм үҙгәрештәренең йүнәлешендә ята. ОД теорияһының күҙаллауына әлегә тиклем иң эксперименталь иғтибар бирелгән. Был һынауҙарға теплицаларҙа һәм тәбиғи шарттарҙа специфик берләшмәләрҙең төрлө туҡымаларының туранан-тура йәки туранан-тура һаҡланыу функцияларын, шулай уҡ үҫемлектәрҙең үҫеш этабындағы үҙгәрештәрҙе өйрәнеү инә (17—19). Әммә әлегә тиклем теләһә ниндәй организмдың матдәләр алмашыныуы төрлөлөгөн глобаль комплекслы анализлау өсөн эш ағымы һәм статистик нигеҙ булмау сәбәпле, ике теория араһындағы төп айырманы күҙаллау (йәғни матдәләр алмашыныуы үҙгәрештәренең йүнәлеше) тикшерелергә ҡала. Бында, беҙ шундай анализ бирәбеҙ.
Үҫемлектәргә хас метаболиттарының иң әһәмиәтле үҙенсәлектәренең береһе булып уларҙы яңғыҙ үҫемлектәрҙән, популяцияларҙан алып оҡшаш төрҙәргә тиклем бөтә кимәлдәрҙә лә экстремаль структур төрлөлөгө тора (20). Махсуслаштырылған метаболиттарҙа күп миҡдар үҙгәрештәрен популяция масштабында күҙәтергә мөмкин, шул уҡ ваҡытта көслө сифат айырмалары, ғәҙәттә, төрҙәр кимәлендә һаҡлана (20). Шуға күрә үҫемлектәрҙең матдәләр алмашыныуы төрлөлөгө функциональ төрлөлөктөң төп аспекты булып тора, төрлө нишаларға яраҡлашыусанлыҡты сағылдыра, бигерәк тә махсус бөжәктәр һәм дөйөм үлән ашаусылар тарафынан төрлө инвазия мөмкинлектәре булған нишаларға (21). Френкельдың (22) үҫемлектәргә хас метаболиттар барлыҡҡа килтереүҙең сәбәптәре тураһында нигеҙ һалыусы мәҡәләһенән башлап, төрлө бөжәктәр менән үҙ-ара тәьҫир итешеүҙәр мөһим һайлап алыу баҫымы тип иҫәпләнә, һәм был үҙ-ара тәьҫир итешеүҙәр эволюция барышында үҫемлектәрҙе формалаштырған тип иҫәпләнә. Метаболизм юлы (23). Махсуслаштырылған метаболиттар төрлөлөгөндәге төрҙәр араһындағы айырмалар шулай уҡ үлән ашаусы стратегияларға ҡаршы конститутив һәм индуцируемый үҫемлек оборонаһы менән бәйле физиологик балансты сағылдырырға мөмкин, сөнки ике төр йыш ҡына бер-береһе менән кире корреляцияла (24). Һәр ваҡыт яҡшы оборона һаҡлау файҙалы булыуы мөмкин булһа ла, оборона менән бәйле ваҡытында метаболизм үҙгәрештәре үҫемлектәргә ҡиммәтле ресурстарҙы башҡа физиологик инвестицияларға бүлергә мөмкинлек биреүҙең асыҡ өҫтөнлөктәрен бирә (19, 24), симбиоз кәрәклегенән ҡотолоу. Залог зыян (25). Бынан тыш, бөжәктәр үлән ашаусылар сәбәпле махсуслашҡан метаболиттарҙы был үҙгәртеп ҡороу популяцияла деструктив таралыуға килтерергә мөмкин (26), һәм популяцияла һаҡланыуы мөмкин булған ясмон кислотаһы (JA) сигналында һиҙелерлек тәбиғи үҙгәрештәрҙең туранан-тура уҡыуҙарын сағылдырыуы мөмкин. Юғары һәм түбән JA сигналдары үлән ашаусыларҙан һаҡланыу һәм айырым төрҙәр менән конкуренция араһындағы компромисс булып тора (27). Бынан тыш, махсуслаштырылған метаболит биосинтез юлдары эволюция барышында тиҙ юғалыу һәм үҙгәртеп ҡороу кисерәсәк, һөҙөмтәлә яҡын туғандаш төрҙәр араһында лачлы метаболизм таралыуы күҙәтелә (28). Был полиморфизмдарҙы үлән ашаусылар үҙгәргән ҡалыптарға яуап итеп тиҙ генә нығытырға мөмкин (29), тимәк, үлән ашаусылар берләшмәләренең тирбәлеүе метаболизм гетерогенлығын йөрөтөүсе төп фактор булып тора.
Бында беҙ махсус рәүештә түбәндәге мәсьәләләрҙе хәл иттек. (I) Үлән ашаусы бөжәк үҫемлек метаболомын нисек үҙгәртә? (Ii) ниндәй төп мәғлүмәт компоненттары метаболизм пластичность, уларҙы һанлаштырырға мөмкин тикшерергә күҙаллауҙар оҙайлы оборона теорияһы? (Iii) үҫемлек метаболомын һөжүм итеүсегә үҙенсәлекле рәүештә үҙгәртеп программаларғамы, әгәр шулай икән, үҫемлек гормоны аныҡ метаболизм яуабын тегеүҙә ниндәй роль уйнай һәм ниндәй метаболиттар оборонаның төр спецификаһына булышлыҡ итә? (Iv) Күп оборона теориялары тарафынан эшләнгән күҙаллауҙарҙы биологик туҡымаларҙағы бөтә кимәлдәрҙә лә таратырға мөмкин булғанлыҡтан, беҙ эске сағыштырыуҙан төрҙәр араһындағы сағыштырыуға тиклем сәбәпсе булған метаболизм яуапының ни тиклем эҙмә-эҙлекле булыуын һораныҡ? Бының өсөн беҙ системалы рәүештә тәмәке никотинының япраҡ метаболомын өйрәндек, ул бай махсуслашҡан метаболизмға эйә экологик модель үҫемлек булып тора һәм ике тыуған үлән ашаусылар личинкаларына ҡаршы һөҙөмтәле, Lepidoptera Datura (Мс) ( Бик агрессив, башлыса ашала) “нәҫел”, Solanaceae хужа үҫемлектәре һәм башҡа нәҫел һәм ғаиләләрҙең башҡа хужалары менән Үҫемлек аҙығы. Беҙ MS/MS метаболомика спектрын анализланыҡ һәм мәғлүмәт теорияһы статистик дескрипторҙарын сығарҙыҡ, OD һәм MT теорияларын сағыштырыу өсөн. Төп метаболиттар үҙенсәлеген асыу өсөн специфик карталар төҙөү. Анализ үҫемлек гормондары сигнал биреүҙе һәм ОД индукцияһын артабан анализлау өсөн N. nasi һәм яҡын туғанлыҡтағы тәмәке төрҙәренең тыуған популяцияһына таратылды.
Үлән ашаусы тәмәке япраҡ метаболомының пластичность һәм структураһы тураһында дөйөм картаны тотоу маҡсатында, беҙ элек эшләнгән анализ һәм иҫәпләү эш ағымын ҡулланып, үҫемлек экстракттарынан бойондороҡһоҙ МС/МС спектрҙарын комплекслы йыйыу һәм деконволюциялау юғары асыҡлыҡтағы мәғлүмәттәрҙе ( 9). Был дифференциацияланмаған ысул (MS/MS тип атала) артыҡ булмаған ҡушма спектрҙар төҙөй ала, уларҙы артабан бында һүрәтләнгән бөтә ҡушма кимәлдәге анализдар өсөн ҡулланырға мөмкин. Был деконволюцияланған үҫемлек метаболиттары төрлө типтағы, йөҙҙәрсә меңдәрсә метаболиттан тора (бында яҡынса 500—1000-с/МС/МС). Бында беҙ мәғлүмәт теорияһы сиктәрендә метаболизм пластичлығын ҡарайбыҙ, метаболомдың төрлөлөгөн һәм профессионализмын метаболизм йышлығы таралыуының Шеннон энтропияһына нигеҙләнеп һанлаштырабыҙ. Ҡулланыу формулаһы элек тормошҡа ашырылған (8), беҙ күрһәткестәр йыйылмаһы иҫәпләп, уларҙы ҡулланырға мөмкин һанлы метаболом төрлөлөгө (Hj күрһәткесе), метаболизм профиле махсуслаштырыу (δj күрһәткесе) һәм метаболизм спецификаһын бер метаболит (Si күрһәткесе) . Бынан тыш, беҙ ҡулланған сағыштырмаса арауыҡ пластичность индексы (RDPI) үлән ашаусылар метаболом индуцируемость һанлы (һүрәт 1А) (30). Был статистик сиктәрҙә беҙ MS/MS спектрын төп мәғлүмәт берәмеге итеп ҡарайбыҙ, һәм MS/MS-тың сағыштырмаса күплеген йышлыҡ таралыу картаһына эшкәртәбеҙ, һуңынан унан метаболом төрлөлөгөн баһалау өсөн Шеннон энтропияһын ҡулланабыҙ. Метаболомдың махсуслашыуы бер МС/МС спектрының уртаса спецификлығы менән үлсәнә. Шуға күрә үлән ашаусыларҙы индукциялағандан һуң ҡайһы бер МС/МС кластарының күплеге артыуы спектраль индукциялаусанлыҡҡа, РДПИ һәм махсуслашыуға, йәғни δj индексының артыуына әйләнә, сөнки махсуслашҡан метаболиттар күберәк етештерелә һәм юғары Si индексы етештерелә. Hj төрлөлөгө индексының түбәнәйеүе йә генерацияланған МС/МС һаны кәмеүен, йә профиль йышлығы таралыуының әҙерәк бер тигеҙ йүнәлештә үҙгәргәнен сағылдыра, шул уҡ ваҡытта уның дөйөм билдәһеҙлеген кәметә. Si индексын иҫәпләү аша ҡайһы бер үлән ашаусылар тарафынан ниндәй МС/МС индукцияланғанын, киреһенсә, ниндәй МС/МС индукцияға яуап бирмәүен билдәләргә мөмкин, был МТ һәм ОД күҙаллауын айырыу өсөн төп күрһәткес булып тора.
(А) Статистик дескрипторҙар өсөн ҡулланылған үлән ашаусылар (H1 Hx) MS/MS мәғлүмәт-индуцируемость (RDPI), төрлөлөгө (Hj индексы), махсуслашыу (δj индексы) һәм метаболит спецификаһы (Si индексы). Махсуслашыу дәрәжәһенең артыуы (δj) уртаса үлән ашаусы махсус метаболиттар күберәк етештереләсәген күрһәтә, ә төрлөлөктөң кәмеүе (Hj) метаболиттар етештереүҙең кәмеүен йәки таралыу картаһында метаболиттар тигеҙ булмаған таралыуын күрһәтә . Si ҡиммәте метаболиттың билдәле бер хәлгә хас булыуын (бында үлән ашаусы) йәки киреһенсә бер үк кимәлдә һаҡланыуын баһалай. (Б) Концептуаль схема оборона теорияһы күҙаллау ҡулланыу мәғлүмәт теорияһы күсәре. ОД теорияһы үлән ашаусылар һөжүме оборона метаболиттарын арттырасаҡ, шуның менән δj арттырасаҡ тип күҙаллай. Шул уҡ ваҡытта Hj кәмей, сөнки профиль метаболизм мәғлүмәтенең кәмегән билдәһеҙлегенә ҡарай үҙгәртеп ҡорола. МТ теорияһы үлән ашаусылар һөжүме метаболомда йүнәлешһеҙ үҙгәрештәр тыуҙырасаҡ, шуның менән Hj-ны метаболизм мәғлүмәтенең билдәһеҙлегенең артыуы күрһәткесе булараҡ арттырасаҡ һәм Si-ның осраҡлы таралыуына килтерәсәк тип күҙаллай. Беҙ шулай уҡ ҡатнаш модель тәҡдим иттек, иң яҡшы МТ, унда ҡайһы бер метаболиттар менән юғары оборона ҡиммәттәре айырыуса арттырыласаҡ (юғары Si ҡиммәте), ә икенселәре осраҡлы яуаптар күрһәтә (түбән Si ҡиммәте).
Мәғлүмәт теорияһы дескрипторҙары ҡулланып, беҙ OD теорияһын интерпретациялау өсөн күҙаллау өсөн, үлән ашаусылар-индуцированный махсус метаболит үҙгәрештәр неиндуцированный конститутив хәлдә килтерәсәк (мин) метаболизм спецификаһын арттырыу (Si индексы) водитель метабономический спецификаһын (δj индексы) Артыу) билдәле махсус метаболит төркөмдәре менән юғары defense ҡиммәте ( индексы) матдәләр алмашыныуы йышлығы таралыуының организмда лептиндың күберәк таралыуына үҙгәреүе арҡаһында барлыҡҡа килә. Бер метаболит кимәлендә тәртиптәге Si таралыуы көтөлә, унда метаболит үҙенең оборона ҡиммәтенә ярашлы Si ҡиммәтен арттырасаҡ (1-се һүрәт В). Был һыҙыҡ буйлап беҙ МТ теорияһын аңлатабыҙ, ҡуҙғытыу (i) метаболиттарҙа йүнәлешһеҙ үҙгәрештәргә килтерәсәк, һөҙөмтәлә δj индексы кәмей, һәм (ii) метаболизм билдәһеҙлегенең артыуы арҡаһында Hj индексы арта. Йәки осраҡлылыҡ, уны дөйөмләштерелгән төрлөлөк рәүешендә Шеннон энтропияһы менән һанлаштырырға мөмкин. Метаболизм составына килгәндә, МТ теорияһы Si-ның осраҡлы таралыуын күҙаллаясаҡ. Иҫәпкә алып, ҡайһы бер метаболиттар аныҡ шарттарҙа аныҡ шарттарҙа, ә башҡа шарттарҙа аныҡ шарттарҙа түгел, һәм уларҙы һаҡлау ҡиммәте тирә-яҡ мөхиткә бәйле, беҙ шулай уҡ ҡатнаш һаҡлау моделен тәҡдим иттек, унда δj һәм Hj ике буйлап таралған Si Бөтә йүнәлештәрҙә лә артыу, шул уҡ ваҡытта айырым метаболиттар айырым ҡиммәте бар, улар буласаҡ Si таралыу (1-се һүрәт В).
Мәғлүмәт теорияһы дескрипторы күсәре буйынса яңынан билдәләнгән оборона теорияһы күҙаллауын тикшерер өсөн беҙ Nepenthes pallens япраҡтарында эксперт (Ms) йәки генералист (Sl) үлән ашаусы личинкаларын үҫтерҙек (2-се һүрәт А). MS/MS анализ ҡулланып, беҙ 599 артыҡ булмаған MS/MS спектрҙарын (мәғлүмәттәр файлы S1) ҡоротҡостарҙы туҡландырғандан һуң йыйылған япраҡ туҡымаһының метанол экстракттарынан алындыҡ. RDPI, Hj һәм δj индекстарын ҡулланып, MS/MS конфигурация файлдарында мәғлүмәт йөкмәткеһен үҙгәртеп ҡороуҙы визуализациялау ҡыҙыҡлы ҡалыптарҙы аса (2-се һүрәт В). Дөйөм тенденция шунда: мәғлүмәт дескрипторы тасуирлағанса, ҡоротҡостар япраҡтарҙы ашауҙы дауам иткән һайын, ваҡыт үткән һайын бөтә матдәләр алмашыныуын үҙгәртеп ойоштороу дәрәжәһе арта: үлән ашаусы ашағандан һуң 72 сәғәт үткәс, РДПИ һиҙелерлек арта. Зарарланмаған контроль менән сағыштырғанда, Hj һиҙелерлек кәмегән, был метаболизм профиленең махсуслашыу дәрәжәһенең артыуы менән бәйле, был δj индексы менән һанлаштырылған. Был күренеш тенденцияһы ОД теорияһының күҙаллауҙары менән тап килә, әммә МТ теорияһының төп күҙаллауҙары менән тура килмәй, унда метаболиттар кимәленең осраҡлы (йүнәлешһеҙ) үҙгәрештәре оборона камуфляжы булараҡ ҡулланыла тип иҫәпләнә (1-се һүрәт В). Был ике үлән ашаусы хайуандың ауыҙ секрецияһы (ОС) элициторы составы һәм туҡланыу тәртибе төрлө булһа ла, уларҙы туранан-тура туҡландырыу 24 һәм 72 сәғәтлек ураҡ осоронда Hj һәм δj йүнәлештәрендә оҡшаш үҙгәрештәргә килтергән. Берҙән-бер айырма РДПИ-ның 72 сәғәтендә генә булды. Мс туҡланыу сәбәпле менән сағыштырғанда, Sl туҡланыу индуцированный дөйөм метаболизм юғарыраҡ булған.
(А) Эксперименталь проектлау: дөйөм сусҡа (S1) йәки эксперт (Ms) үлән ашаусылар менән туҡландырыла ҡоҙоҡ япраҡтары ҡоҙоҡ, шул уҡ ваҡытта үлән ашаусылар өсөн моделләштереү, OS Ms (W + OSMs) стандартлаштырылған япраҡ позициялары яра пункцияһы менән эш итеү өсөн ҡулланыла. S1 (W + OSSl) личинкалары йәки һыу (W + W). Контроль (С) — зыян күрмәгән япраҡ. (B) Индуцируемость (RDPI контроль диаграммаһы менән сағыштырғанда), төрлөлөгө (Hj индексы) һәм махсуслашыу (δj индексы) индексы өсөн иҫәпләнгән махсус метаболит картаһы (599 MS/MS; мәғлүмәт файлы S1). Йондоҙсоҡтар туранан-тура үлән ашаусыларҙы туҡландырыу һәм контроль төркөм араһында һиҙелерлек айырманы күрһәтә (Студенттың t-тесты парлы t-тесты менән, *Р<0,05 һәм ***Р<0,001). нс, мөһим түгел. (С) Ваҡыт индексы асыҡлау төп (зәңгәр йәшник, аминокислота, органик кислота һәм шәкәр; мәғлүмәт файлы S2) һәм махсус метаболит спектры (ҡыҙыл йәшник 443 MS/MS; мәғлүмәт файлы S1) үлән ашаусыларҙы дауалауҙан һуң моделләштереү. Төҫлө һыҙат 95% ышаныс интервалына ҡағыла. Йондоҙсоҡ дауалау һәм контроль араһындағы әһәмиәтле айырманы күрһәтә [дисперсияның квадрат анализы (ANOVA), унан һуң Тукей намыҫлы әһәмиәтле айырма (HSD) өсөн post hoc күп тапҡыр сағыштырыуҙар, * Р <0.05, ** Р <0.01 Һәм *** Р <0.001]. (D) махсуслаштырыу таралыу участкалары һәм махсус метаболит профилдәре (ҡабатланған өлгөләр менән төрлө эшкәртергә).
Үлән ашаусылар тарафынан метаболом кимәлендә индуцированный ремоделирование айырым метаболиттар кимәлендәге үҙгәрештәрҙә сағыламы-юҡмы икәнлеген тикшерер өсөн, беҙ тәүҙә үлән ашаусылар ҡаршы тороусанлығы иҫбатланған Nepenthes pallens япраҡтарында быға тиклем өйрәнелгән метаболиттарға иғтибар иттек. Фенол амидтары гидроксициннамамид-полиамин конъюгаттары булып тора, улар бөжәктәрҙең үлән ашау процесында туплана һәм бөжәктәрҙең эшмәкәрлеген кәметә, тип билдәле (32). Беҙ тейешле МС/МС-тың прекурсорҙарын эҙләнек һәм уларҙы кумулятив кинетик ҡойроҡтарҙы төшөрҙөк (S1 һүрәте). Ғәжәп түгел, үлән ашаусыларҙан һаҡлауҙа туранан-тура ҡатнашмаған фенол сығарылмалары, мәҫәлән, хлороген кислотаһы (CGA) һәм рутин, үлән ашаусыларҙан һуң түбәнгә көйләнә. Ә үлән ашаусылар фенол амидтарын юғары көслө итә ала. Ике үлән ашаусы хайуандың өҙлөкһөҙ туҡланыуы феноламидтарҙы бер үк тиерлек ҡуҙғытыу спектрын барлыҡҡа килтерә, был ҡалып феноламидтарҙы de novo синтезы өсөн айырыуса асыҡ күренә. 17-гидроксигеранил нонанедиол дитерпен гликозидтары (17-HGL-DTGs) юлын тикшергәндә лә шул уҡ күренеш күҙәтеләсәк, улар һөҙөмтәле үлән ашаусыларға ҡаршы функциялары менән күп һанлы ациклик дитерпендар етештерә (33), улар араһында ханым Sl Sl триггер менән туҡландырыу профиле оҡшаш).
Үлән ашаусыларҙы туранан-тура туҡландырыу тәжрибәләренең мөмкин булған етешһеҙлеге булып үлән ашаусылар япраҡ ҡулланыу тиҙлеге һәм туҡланыу ваҡыты айырмаһы тора, был яралар һәм үлән ашаусылар арҡаһында үлән ашаусыларға хас эффекттарҙы бөтөрөүҙе ҡыйынлаштыра. Яҡшыраҡ хәл итеү өсөн үлән ашаусы төрҙәре спецификаһын индуцированный япраҡ метаболизм яуап, беҙ моделләштереү туҡланыу Ms һәм Sl личинкалар тиҙ арала ҡулланыу яңы йыйылған OS (OSM һәм OSS1) стандарт пункция W эҙмә-эҙлекле япраҡ позициялары. Был процедура тип атала W + OS дауалау, һәм ул стандартлаштырыу индукция аныҡ ваҡытта башланыу яуап элицируемый үлән ашаусылар сәбәпһеҙ, айырмалар тиҙлеге йәки күләме туҡыма юғалтыу эффекты бутау (һүрәт 2А) (34). MS/MS анализ һәм иҫәпләү торбаһын ҡулланып, беҙ 443 MS/MS спектрҙарын (мәғлүмәт файлы S1) таптыҡ, улар туранан-тура туҡландырыу тәжрибәләренән элек йыйылған спектрҙар менән ҡаплана. Был MS/MS мәғлүмәттәр йыйылмаһының мәғлүмәт теорияһын анализлау күрһәтеүенсә, үлән ашаусыларҙы моделләштереү юлы менән япраҡ махсуслашҡан метаболомдарҙы ҡайтанан программалау OS-специфик индукциялар күрһәткән (2С һүрәте). Атап әйткәндә, OSS1 дауалау менән сағыштырғанда, OSM 4 сәғәттә метаболом махсуслашыуын көсәйткән. Шуныһы иғтибарға лайыҡ: туранан-тура үлән ашаусыларҙы туҡландырыу эксперименталь мәғлүмәттәр йыйылмаһы менән сағыштырғанда, метаболизм кинетикаһы визуализацияланған ике үлсәмле киңлектә Hj һәм δj координаталар булараҡ ҡулланып һәм йүнәлешлелек метаболом махсуслашыу яуап итеп моделләштерелгән үлән ашаусыларҙы дауалау ваҡыт үткән һайын эҙмә-эҙлекле артыу (һүрәт 2D). Шул уҡ ваҡытта, беҙ аминокислоталар содержаниеһы һанлы, органик кислоталар һәм шәкәр (мәғлүмәт файлы S2) тикшерергә, был маҡсатлы арттырыу метаболом экспертиза үҙәк углерод алмашыныуының реконфигурацияһы менән бәйле үлән ашаусылар моделләштереү ( һүрәт S2). Был ҡалыпты яҡшыраҡ аңлатыу өсөн, беҙ артабан күҙәтеү метаболизм тупланыу кинетикаһы элек фекер алышыу феноламид һәм 17-HGL-DTG юлдары. OS-специфик индукция үлән ашаусылар дифференциаль переустройство схемаһы эсендә феноламид алмашыныуы үҙгәртелә (һүрәт S3). Кумарин һәм кофеоил өлөштәре булған фенол амидтары OSS1 тарафынан өҫтөнлөклө рәүештә индукциялана, ә OSM-дар ферулил конъюгаттарының специфик индукцияһын башлай. 17-HGL-DTG юлы өсөн, дифференциаль OS индукцияһы аша нижестоящий малонилирование һәм дималонилирование продукттары асыҡланды (һүрәт S3).
Артабан беҙ OS-индуцированный транскриптома пластичность өйрәнде, ваҡыт үткән микромассив мәғлүмәттәре йыйылмаһы ярҙамында, был үлән ашаусыларҙа розетка үҫемлек япраҡтары япраҡтарын дауалау өсөн OSMs ҡулланыуҙы моделләштерә. Һайлап алыу кинетикаһы, нигеҙҙә, был метаболомика тикшеренеүендә ҡулланылған кинетика менән ҡаплана (35). Метаболом реконфигурацияһы менән сағыштырғанда, унда метаболизм пластичность айырыуса ваҡыт үткән һайын арта, беҙ күҙәтәбеҙ ваҡытлыса транскрипция ярсыҡтары япраҡтарҙа индуцированный Мс, унда транскриптома индуцируемость (RDPI) һәм махсуслаштырыу (δj) 1 сәғәттәрҙә һиҙелерлек артыу булды, һәм төрлөлөгө (Hj) был ваҡыт нөктәһендә кәметелгән BMPx экспрессияһы һиҙелерлек булды, the rela1. транскриптома махсуслашыуының (S4 һүрәте). Метаболизм гендары ғаиләләре (мәҫәлән, Р450, гликозилтрансфераза һәм БАХД ацилтрансферазаһы) беренсел метаболизмдан алынған структур берәмектәрҙән махсус метаболиттар йыйыу процесында ҡатнаша, үрҙә телгә алынған юғары махсуслашҡан тәүге модель буйынса. Кейс булараҡ, фенилаланин юлы анализланды. Анализ раҫлауынса, феноламидтар алмашыныуында төп гендар үлән ашаусыларҙа йәлеп ителмәгән үҫемлектәр менән сағыштырғанда юғары ОС-индуцированный, һәм улар экспрессия ҡалыптарында тығыҙ тура килә. Был юлдың өҫкө өлөшөндәге транскрипция факторы MYB8 һәм PAL1, PAL2, C4H һәм 4CL структур гендары транскрипцияның иртә башланыуын күрһәткән. Ацилтрансферазалар, феноламидтың һуңғы йыйыуында роль уйнай, мәҫәлән, AT1, DH29 һәм CV86, оҙайлы өҫкә көйләү схемаһын күрһәтә (S4 һүрәте). Үрҙәге күҙәтеүҙәр транскриптома махсуслашыуын иртә башлау һәм метаболомика махсуслашыуын һуңыраҡ көсәйтергә парлы режим булыуын күрһәтә, был ҡөҙрәтле оборона яуабын башлаған синхрон көйләү системаһы менән бәйле булыуы мөмкин.
Үҫемлектәр гормондары сигнал биреүҙең реконфигурацияһы үҫемлектәр физиологияһын яңынан программалау өсөн үлән ашаусылар мәғлүмәтен берләштергән көйләүсе ҡатлам булып эшләй. Үлән ашаусыларҙы моделләштереүҙән һуң, беҙ төп үҫемлек гормон категорияларының кумулятив динамикаһын үлсәнек һәм улар араһындағы ваҡытлыса берлектәге экспрессияны визуалләштерҙек [Пирсон корреляция коэффициенты (ПКК)> 0,4] (3А һүрәте). Көтөлгәнсә, биосинтез менән бәйле үҫемлек гормондары үҫемлек гормондары коэкспрессияһы селтәре сиктәрендә бәйләнгән. Бынан тыш, метаболизм спецификаһы (Si индексы) был селтәргә картаға төшөрөлә, үҫемлек гормондарын айырып күрһәтеү өсөн төрлө дауалау индуцированный. Үлән ашаусылар махсус яуаптың ике төп йүнәлеше һыҙыла: береһе JA кластерында, унда JA (уның биологик әүҙем формаһы JA-Ile) һәм башҡа JA сығарылыштары иң юғары Si балл күрһәтә; икенсеһе — этилен (ЭТ). Гиббереллин үлән ашаусылар өсөн спецификлыҡтың уртаса ғына артыуын күрһәтә, ә башҡа үҫемлек гормондары, мәҫәлән, цитокинин, ауксин һәм абсциз кислотаһы үлән ашаусылар өсөн түбән индукция спецификлығына эйә була. Яңғыҙ W + W ҡулланыу менән сағыштырғанда, OS ҡушымтаһы аша JA сығарылыштарының пик ҡиммәтен көсәйтергә (W + OS), нигеҙҙә, JAs-тың көслө специфик күрһәткесенә әйләндерергә мөмкин. Көтөлмәгәнсә, төрлө элицитор составлы OSM һәм OSS1 JA һәм JA-Ile-ның оҡшаш тупланыуын сәбәпсе булыуы билдәле. OSS1-ҙән айырмалы рәүештә, OSM махсус һәм көслө OSM-дар тарафынан индуцированный, ә OSS1 базаль яралар яуабын көсәйтмәй (3-сө һүрәт В).
(А) Co-экспрессия селтәре анализы нигеҙендә PCC иҫәпләү үлән ашаусылар-индуцированный үҫемлек гормондары тупланыу кинетикаһы моделләштереү. Төйөн бер үҫемлек гормонын күрһәтә, ә төйөндөң ҙурлығы дауалауҙар араһында үҫемлек гормонына хас Si индексын күрһәтә. (Б) Төрлө төҫтәр менән күрһәтелгән төрлө эшкәртмәләр арҡаһында япраҡтарҙа JA, JA-Ile һәм ET тупланыуы: абрикос, W + OSM; күк, В + ОССл; ҡара, В + В; һоро, С (контроль) . Йондоҙсоҡтар дауалау һәм контроль араһындағы һиҙелерлек айырмаларҙы күрһәтә (ике яҡлы ANOVA эҙләп Tukey HSD post hoc күп тапҡыр сағыштырыу, *** Р <0.001). Мәғлүмәт теорияһы анализы (С)697 МС/МС (мәғлүмәттәр файлы S1) JA биосинтезы һәм ҡабул итеү спектры боҙола (irAOC һәм irCOI1) һәм (D)585 МС/МС (мәғлүмәттәр файлы S1) ETR1 менән боҙола ET сигналы Ике моделләштереү үлән ашаусылар контроль планы һәм vecle дауалау планы срабатывает. Йондоҙсоҡтар W + OS дауалау һәм зыян күрмәгән контроль араһында һиҙелерлек айырмаларҙы күрһәтә (ике яҡлы ANOVA эҙләп Tukey HSD post hoc күп тапҡыр сағыштырыу, * Р <0,05, ** Р <0,01 һәм *** Р <0,001). (Е) Махсуслашыуға ҡаршылыҡтың таралған графиктары. Төҫтәр төрлө генетик үҙгәртелгән штаммдарҙы күрһәтә; символдар төрлө дауалау ысулдарын күрһәтә: өсмөйөш, W + OSS1; тура мөйөш, В + ОСМ; С түңәрәге
Артабан беҙ генетик яҡтан үҙгәртелгән штаммды ҡулланабыҙ зәғифләнгән Nepenthes (irCOI1 һәм sETR1) төп аҙымдарҙа JA һәм ET биосинтезы (irAOC һәм irACO) һәм ҡабул итеү (irCOI1 һәм sETR1) был ике үҫемлек гормондарының метаболизмын анализлау өсөн үлән ашаусылар өлөшө перепрограммирование Туғандаш. Алдағы тәжрибәләргә ярашлы, беҙ буш ташыусы (EV) үҫемлектәрҙә үлән ашаусы-OS индукцияһын раҫланыҡ (3-сө һүрәт, С-тан D-ға тиклем) һәм OSM сәбәпле Hj индексының дөйөм кәмеүен, шул уҡ ваҡытта δj индексы артты. Яуап OSS1 тарафынан тыуҙырылған яуапҡа ҡарағанда асыҡыраҡ күренә. Hj һәм δj координаталары булараҡ ҡулланылған ике һыҙыҡлы график аныҡ дерегулированиены күрһәтә (3-сө һүрәт Е). Иң асыҡ тенденция шунда: JA сигналы булмаған штаммдарҙа үлән ашаусылар тарафынан барлыҡҡа килгән метаболом төрлөлөгө һәм махсуслашыу үҙгәрештәре тулыһынса тиерлек бөтөрөлә (3С һүрәте). Уның ҡарауы, sETR1 үҫемлектәрендә өнһөҙ ЭТ ҡабул итеү, үлән ашаусылар алмашыныуындағы үҙгәрештәргә дөйөм йоғонто JA сигнал биреүҙең күпкә түбәнерәк булһа ла, OSM һәм OSS1 ҡуҙғытыуҙары араһындағы Hj һәм δj индекстарының айырмаһын кәметә (3D һүрәте һәм S5 һүрәте). . Был JA сигнал трансдукцияһының төп функцияһынан тыш, ET сигнал трансдукцияһының үлән ашаусыларҙағы төрҙәргә хас метаболизм яуабын да ныҡлы көйләү булып хеҙмәт итеүен күрһәтә. Был нәфис көйләү функцияһына ярашлы, sETR1 үҫемлектәрендә дөйөм метаболом индуцируемость үҙгәрештәр булманы. Икенсе яҡтан, sETR1 үҫемлектәр менән сағыштырғанда, irACO үҫемлектәре үлән ашаусылар сәбәпле метаболизм үҙгәрештәренең оҡшаш дөйөм амплитудаларын индуцирлай, әммә OSM һәм OSS1 һынауҙары араһында һиҙелерлек айырылып торған Hj һәм δj баллдарын күрһәтте (S5 һүрәте).
Үлән ашаусылар төрҙәренә ҡарата яуап биреүҙең мөһим өлөш индергән махсуслаштырылған метаболиттарҙы асыҡлау һәм уларҙы ЭТ сигналдары аша етештереүҙе нәфис көйләү маҡсатында беҙ быға тиклем эшләнгән структур МС/МС ысулын ҡулландыҡ. Был ысул MS/MS фрагменттарынан [нормалаштырылған нөктә продукты (NDP)] һәм нейтраль юғалтыуға нигеҙләнгән оҡшашлыҡ балл (NL) метаболизм ғаиләһен яңынан һығымта яһау өсөн би-кластерлаштырыу ысулына таяна. MS/MS мәғлүмәттәр йыйылмаһы анализ аша төҙөлгән ET трансген һыҙыҡтар етештереү 585 MS/MS (мәғлүмәт файлы S1), уларҙы ете төп MS/MS модулдәренә кластерлаштырыу юлы менән хәл ителде (М) (һүрәт 4А) . Ҡайһы бер был модулдәр тығыҙ ҡапланған элек характеристика бирелгән махсус метаболиттар: мәҫәлән, М1, М2, М3, М4 һәм М7 төрлө фенол сығарылыштарына (М1), флавоноид гликозидтарға (М2), ацил шәкәрҙәренә (М3 Һәм М4), 17-HGL-DTG (M7) бай. Бынан тыш, һәр модулдәге бер метаболиттың метаболизм специфик мәғлүмәте (Si индексы) иҫәпләнә, уның Si таралыуын интуитив рәүештә күрергә мөмкин. Ҡыҫҡаһы, юғары үлән ашаусы һәм генотип спецификлығын күрһәткән МС/МС спектрҙары юғары Si ҡиммәттәре менән айырылып тора, ә куртоз статистикаһы йөндөң уң ҡойроҡ мөйөшөндә таралыуын күрһәтә. Шундай һимеҙ коллоид таралыуының береһе М1-ҙә асыҡланған, унда фенол амиды иң юғары Si фракцияһын күрһәткән (4-се һүрәт В). Алдан телгә алынған үлән ашаусы индуцируемый 17-HGL-DTG М7 уртаса Si балл күрһәтте, был ике OS типтары араһында уртаса дәрәжәлә дифференциаль көйләү күрһәтә. Уның ҡарауы, күпселек конститутив етештерелгән махсуслаштырылған метаболиттар, мәҫәлән, рутин, CGA һәм ацил шәкәрҙәре иң түбән Si баллдары иҫәбенә инә. Махсус метаболиттар араһындағы структур ҡатмарлылыҡты һәм Si таралыуын яҡшыраҡ тикшерер өсөн һәр модуль өсөн молекуляр селтәр төҙөлгән (4-се һүрәт В). ОД теорияһының мөһим күҙаллауы (1В һүрәтендә дөйөмләштерелгән) шунда: үлән ашағандан һуң махсус метаболиттарҙы үҙгәртеп ҡороу юғары оборона ҡиммәте булған метаболиттарҙа бер яҡлы үҙгәрештәргә килтерергә тейеш, бигерәк тә уларҙың спецификлығын арттырыу юлы менән (осраҡлы таралыуҙан айырмалы рәүештә) Режим) МТ теорияһы күҙаллаған оборона метаболиты. М1-ҙә тупланған фенол сығарылыштарының күбеһе функциональ яҡтан бөжәктәрҙең эшмәкәрлегенең кәмеүе менән бәйле (32). сәғәт эсендә индуцированный япраҡтар һәм состав япраҡтары араһында М1 метаболиттарында Si ҡиммәттәрен сағыштырғанда, үлән ашаусы бөжәктәрҙән һуң күп метаболиттар метаболизм үҙенсәлеге һиҙелерлек артыу тенденцияһына эйә булыуын күҙәттек (4С һүрәте). Si ҡиммәтенең специфик артыуы тик оборона феноламидтарында ғына асыҡланған, әммә был модулдә бергә йәшәгән башҡа фенолдарҙа һәм билдәһеҙ метаболиттарҙа Si ҡиммәтенең артыуы асыҡланмаған. Был махсуслаштырылған модель, ул ОД теорияһы менән бәйле. Үлән ашаусылар тарафынан матдәләр алмашыныуы үҙгәрештәренең төп күҙаллауҙары эҙмә-эҙлекле. Һынау өсөн, был үҙенсәлекле спектр феноламид OS-специфик ЭТ индуцированный, беҙ график метаболит Si индексы һәм дифференциаль экспрессия ҡиммәте сәбәпсе OSM һәм OSS1 араһында EV һәм sETR1 генотиптар (һүрәт 4D ). sETR1-ҙә OSM һәм OSS1 араһындағы фенамид индуцированный айырма ныҡ кәметелгән. Би-кластерлаштырыу ысулы шулай уҡ ҡулланылған MS/MS мәғлүмәттәр йыйылған штаммдар менән етерлек JA һығымта яһау өсөн төп MS/MS модулдәре менән бәйле JA-регулируемый метаболизм махсуслаштырыу (һүрәт S6).
(А) кластерлаштырыу һөҙөмтәләре 585 МС/МС нигеҙендә уртаҡ фрагмент (NDP оҡшашлыҡ) һәм уртаҡ нейтраль юғалтыу (NL оҡшашлыҡ) һөҙөмтәһендә модуль (М) билдәле ҡушма ғаилә менән тура килә, йәки билдәһеҙ йәки насар метаболизировать Метаболит составы. Һәр модуль эргәһендә метаболит (МС/МС) үҙенсәлекле (Si) таралыуы күрһәтелгән. (Б) Модулле молекуляр селтәр: Төйөндәр күрһәтә MS/MS һәм ситтәре, NDP (ҡыҙыл) һәм NL (күк) MS/MS балл (ҡырҡып,> 0.6). Градированный метаболит спецификлығы индексы (Si) төҫлө нигеҙендә модуль (һул) һәм картаға молекуляр селтәр (уң). (С) Модуль М1 EV үҫемлек конститутив (контроль) һәм индуцированный хәлдә (моделләштерелгән үлән ашаусы) 24 сәғәт: молекуляр селтәр диаграммаһы (Si ҡиммәте төйөн ҙурлығы, оборона феноламид зәңгәр төҫ менән айырылып тора). (D) М1 молекуляр селтәр диаграммаһы спектр һыҙығы sETR1 менән боҙолған EV һәм ET ҡабул итеү: фенол берләшмәһе йәшел түңәрәк төйөнө менән күрһәтелгән, һәм әһәмиәтле айырма (Р ҡиммәте) араһында W + OSM һәм W + OSS1 дауалау кеүек төйөн ҙурлығы. CP, N-кофеоил-тирозин; CS, N-кофеоил-спермидин; FP, N-ферул кислотаһы эфир-мочевой кислотаһы; FS, N-ферулил-спермидин; CoP, N', N “-Кумаролил-тирозин; DCS, N', N”-дикафеоил-спермидин; CFS, N', N”-кофеоил, ферулоил-спермидин; Лиций барбарум бүре емеше улы; Ник. O-AS, O-ацил шәкәр.
Беҙ артабан анализды берҙән-бер зәғифләнгән Nepenthes генотипынан тәбиғи популяцияларға киңәйттек, унда үлән ашаусылар JA кимәлендә һәм махсус метаболит кимәлендә көслө төр эсендәге үҙгәрештәр быға тиклем тәбиғи популяцияларҙа һүрәтләнгән (26). Был мәғлүмәттәр йыйылмаһын ҡулланып, 43 зародыш плазмаһын ҡаплай алаһығыҙ. Был зародыш плазмалары N. pallens үҫемлектәренән 123 төр үҫемлектән тора. Был үҫемлектәр Юта, Невада, Аризона һәм Калифорния штаттарында төрлө тыуған йәшәү урындарында йыйылған орлоҡтарҙан алынған (S7 һүрәте), беҙ метаболом төрлөлөгөн (бында популяция кимәле тип атала) β төрлөлөгө) һәм ОСМ сәбәпле махсуслашыуҙы иҫәпләнек. Алдағы тикшеренеүҙәргә ярашлы, беҙ Hj һәм δj күсәрҙәре буйлап метаболизм үҙгәрештәренең киң спектрын күҙәттек, был гермплазмалар үлән ашаусыларға ҡарата метаболизм яуаптарының пластичлығында һиҙелерлек айырмаларға эйә булыуын күрһәтә (S7 һүрәте). Был ойошма үлән ашаусылар тарафынан барлыҡҡа килгән JAs үҙгәрештәренең динамик диапазоны тураһында элекке күҙәтеүҙәрҙе хәтерләтә, һәм бер популяцияла бик юғары ҡиммәт һаҡлап ҡала (26, 36). JA һәм JA-Ile ҡулланып, Hj һәм δj араһындағы дөйөм кимәлдәге корреляцияны тикшерергә, беҙ JA һәм метаболом β төрлөлөгө һәм махсуслашыу индексы араһында әһәмиәтле ыңғай корреляция барлығын асыҡланыҡ (S7 һүрәте). Был үлән ашаусылар тарафынан индуцированный гетерогенлыҡ JAs индукцияһында популяция кимәлендә асыҡланған төп метаболизм полиморфизмдары бөжәк үлән ашаусыларҙан һайлап алыу сәбәпле булыуы мөмкин тип фаразлай.
Алдағы тикшеренеүҙәр күрһәтеүенсә, тәмәке төрҙәре тип һәм индуцированный һәм конститутив метаболизм оборонаһына сағыштырмаса бәйлелек буйынса ныҡ айырыла. Үлән ашаусыларға ҡаршы сигнал тапшырыу һәм оборона мөмкинлектәрендәге был үҙгәрештәр бөжәктәр популяцияһы баҫымы, үҫемлектәрҙең йәшәү циклы һәм билдәле бер төр үҫкән нишала оборона етештереү сығымдары менән көйләнә, тип иҫәпләнә. Беҙ Төньяҡ һәм Көньяҡ Америкала йәшәгән алты Nicotiana төрөнөң үлән ашаусылары тарафынан индуцированный япраҡ метаболомының ремоделләшеүенең эҙмә-эҙлеклелеген өйрәндек. Был төрҙәр Төньяҡ Американың Непентесы, атап әйткәндә, Николас Боцифло менән яҡын туғанлыҡта. Ла, Н. никотинис, Никотиана н. зәғифләнгән үлән, һыҙыҡлы тәмәке, тәмәке (Nicotiana spegazzinii) һәм тәмәке япраҡлы тәмәке (5-се һүрәт А) (37). Был төрҙәрҙең алтыһы, шул иҫәптән яҡшы характеристикаланған N. please төрө, петуния кладының бер йыллыҡ үҫемлектәре, ә obtusifolia N. — Trigonophyllae ҡәрҙәш кладының күп йыллыҡ үҫемлектәре (38). Һуңынан был ете төрҙә бөжәктәр менән туҡланыуҙы төр кимәлендәге метаболизм үҙгәртеп ҡороуҙы өйрәнеү өсөн W + W, W + OSM һәм W + OSS1 индукцияһы башҡарылған.
(А) bootstrap филогенетик ағас нигеҙендә максималь ихтималлыҡ [ядро глутамин синтезы өсөн (38)] һәм географик таралыу ете тығыҙ туған Nicotiana төрҙәре (төрлө төҫтәр) (37). (Б) ете Nicotiana төрҙәренең метаболизм профилдәре өсөн махсуслаштырылған төрлөлөктөң таралыу графигы (939 MS/MS; мәғлүмәт файлы S1). Төрҙәр кимәлендә метаболом төрлөлөгө махсуслашыу дәрәжәһе менән кире бәйле. 2-се һүрәттә матдәләр алмашыныуы төрлөлөгө һәм махсуслашыу һәм JA тупланыуы араһындағы төрҙәр кимәлендәге бәйләнеште анализлау күрһәтелгән. Төҫө, төрлө төрҙәре; өсмөйөш, В + ОСС1; тура мөйөш, В + ОСМ; (С) Никотиана JA һәм JA-Ile динамикаһы OS ҡуҙғытыу амплитудаһы буйынса дәрәжәлә (ике яҡлы ANOVA һәм Tukey HSD пост-күп тапҡыр сағыштырыу, * Р <0,05, ** Р <0,01 һәм * ** Сағыштырыу өсөн W + OS һәм W + W, Р <0,001). Ҡаҙанлыҡ график (D) төрлөлөгө һәм (E) махсуслашыу һәр төр үлән ашаусы һәм метил JA (MeJA) моделләштереүҙән һуң. Йондоҙсоҡ күрһәтә әһәмиәтле айырма W + OS һәм W + W йәки ланолин плюс W (Лан + W) йәки Лан плюс MeJA (Лан + MeJa) һәм Лан контроль (ике яҡлы анализ дисперсия, артабан Tukey’s HSD post hoc күп тапҡыр сағыштырыу , *Р<0.05, **Р<0.01 һәм).
Ике кластер ысулын ҡулланып, беҙ 939 MS/MS (мәғлүмәт файлы S1) 9 модулен билдәләнек. MS/MS составы төрлө дауалау ысулдары менән үҙгәртеп ҡоролған төрҙәр араһында төрлө модулдәр араһында ныҡ айырыла (S8 һүрәте). Hj (бында төр кимәлендәге γ-төрлөлөк тип атала) һәм δj-ны күҙ алдына килтереп, төрлө төрҙәрҙең метаболизм киңлегендә бик төрлө төркөмдәргә тупланыуын асыҡлай, унда төрҙәр кимәлендәге бүленеш, ғәҙәттә, ҡуҙғытыуға ҡарағанда күберәк күренә. N. linear һәм N. obliquus үҫемлектәренән башҡа, улар индукция эффекттарының киң динамик диапазонын күрһәтә (5-се һүрәт, В). Ә N. purpurea һәм N. obtusifolia кеүек төрҙәрҙә дауалауҙа матдәләр алмашыныуы һирәгерәк һиҙелә, әммә метаболом төрлөрәк. Индуцированный метаболизм яуаптың төрҙәргә ҡарап таралыуы махсуслашыу һәм гамма-төрлөлөк араһында әһәмиәтле кире корреляцияны барлыҡҡа килтерә (ПСС = -0,46, Р = 4,9×10-8). OS-индуцированный үҙгәрештәр JAs кимәлендә ыңғай корреляция менән метаболом махсуслашыу, һәм кире корреляция менән метаболизм гамма төрлөлөгө күрһәтелгән һәр төр (һүрәт 5В һәм һүрәт S9). Шуныһы иғтибарға лайыҡ: 5С һүрәтендә һөйләшеү телендә “сигнал яуап” тип аталған төрҙәр, мәҫәлән, Непентес нематодалары, Непентес непентес, Непентес киҫкен һәм Непентес зәғифләнгән, 30 минутта әһәмиәтле билдәләр тыуҙыра. Һуңғы ваҡытта OS-специфик JA һәм JA-Ile таралыу, шул уҡ ваҡытта башҡа бактериялар тип аталған “сигнал яуап бирмәй”, мәҫәлән, Nepenthes тирмәндәр, Nepenthes порошок һәм N. obtusifolia ғына күрһәтә JA-Ile Edge индукцияһы бер ниндәй ҙә OS спецификлығы булмаған (һүрәт 5С). Метаболизм кимәлендә, өҫтә әйтелгәнсә, зәғифләнгән Непентес өсөн сигналға яуап биргән матдәләр ОС спецификлығын күрһәтә һәм δj-ны һиҙелерлек арттыра, шул уҡ ваҡытта Hj-ны кәметә. Был OS-специфик грунтовка эффекты сигнал реактив булмаған төрҙәр тип классификацияланған төрҙәрҙә асыҡланмаған (5-се һүрәт, D һәм E). OS-специфик метаболиттар йышыраҡ сигнал-яуап төрҙәре араһында бүленгән, һәм был сигнал кластерҙары менән кластер төрҙәре менән көсһөҙ сигнал яуап, ә төрҙәре менән көсһөҙ сигнал яуап күрһәтә аҙ үҙ-ара бәйлелек (һүрәт S8 ). Был һөҙөмтә JA-ларҙы OS-ҡа хас индукция һәм аҫҡы метаболомдың OS-ҡа хас реконфигурацияһы төрҙәр кимәлендә бәйләнгәнен күрһәтә.
Артабан, беҙ ланолин пастаһы ҡулланылған, составында метил JA (MeJA) үҫемлектәрҙе дауалау өсөн тикшерергә, был бәйләү режимдары сикләнгән JA булыуы экзоген JA ҡулланыла, был үҫемлектәрҙең цитоплазмаһында буласаҡ. Тиҙ деэстерлаштырыу — JA. Беҙ таптыҡ, шул уҡ тенденция яйлап үҙгәртеп сигнал-яуап төрҙәре сигнал-яуап бирмәгән төрҙәре сәбәпле өҙлөкһөҙ тәьмин итеү JA (һүрәт 5, D һәм E). Ҡыҫҡаһы, MeJA менән дауалау һыҙыҡлы нематодалар, N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens һәм N. mikimotoi метаболомдарын ныҡлы үҙгәртеп программалай, һөҙөмтәлә δj һиҙелерлек арта һәм Hj кәмей. N. purpurea δj-ның артыуын ғына күрһәткән, әммә Hj-ның артыуын күрһәтмәгән. N. obtusifolia, был тиклем күрһәтелгән ифрат түбән кимәлдә JAs туплау, шулай уҡ насар яуап бирә MeJA дауалау йәһәтенән метаболом реконфигурацияһы. Был һөҙөмтәләр JA етештереү йәки сигнал трансдукцияһы сигналға яуап бирмәгән төрҙәрҙә физиологик сикләнгән булыуын күрһәтә. Был гипотезаны тикшерер өсөн беҙ дүрт төрҙө (N. pallens, N. тирмәндәр, N. алһыу һәм N. microphylla) W + W, W + OSMs һәм W + OSS1 Транскриптомы (39) индуцированный өйрәндек. Метаболомды үҙгәртеп ҡороу ҡалыбына ярашлы, төрҙәр транскриптома киңлегендә яҡшы айырылған, улар араһында N. attenuated иң юғары OS-индуцированный RDPI күрһәткән, ә N. gracilis иң түбәне булған (6-сы һүрәт А). Әммә N. oblonga индукциялаған транскриптома төрлөлөгө дүрт төр араһында иң түбәне булыуы асыҡланған, был N. oblonga-ның быға тиклем ете төрҙә күрһәтелгән иң юғары метабономик төрлөлөгөнә ҡаршы тора. Алдағы тикшеренеүҙәр күрһәтеүенсә, гендар йыйылмаһы менән бәйле иртә оборона сигналдары, шул иҫәптән JA сигналдары, аңлата, үҙенсәлеген аңлата, иртә оборона яуаптар индуцированный үлән ашаусылар менән бәйле элициторҙар Nicotiana төрҙәре (39). Был дүрт төр араһындағы JA сигнал юлдарын сағыштырыу ҡыҙыҡлы ҡалыпты асыҡланы (6-сы һүрәт В). Был юлдағы күпселек гендар, мәҫәлән, AOC, OPR3, ACX һәм COI1, был дүрт төрҙә индукцияның сағыштырмаса юғары кимәлен күрһәткән. Әммә төп ген JAR4 JA-ны JA-Ile тупланған транскрипттарының биологик әүҙем формаһына әйләндерә, ә уның транскрипция кимәле бик түбән, бигерәк тә N. mills, Nepenthes pieris һәм N. microphylla үҫемлектәрендә. Бынан тыш, N. bifidum-да тик икенсе ген AOS транскрипты ғына асыҡланмаған. Ген экспрессияһындағы был үҙгәрештәр сигнал анергик төрҙәрендә JA етештереүҙең түбән булыуы һәм N. gracilis индукцияһы индуцированный экстремаль фенотиптар өсөн яуаплы булыуы мөмкин.
(А) мәғлүмәт теорияһы анализы перепрограммирование дүрт тығыҙ туғанлыҡтағы тәмәке төрҙәре өлгөләре 30 минуттан һуң үлән ашаусы индукция. RDPI үлән ашаусы ОС индуцированный япраҡтарҙы яра контроле менән сағыштырыу юлы менән иҫәпләнә. Төҫтәр төрлө төрҙәрҙе, ә символдар төрлө дауалау ысулдарын күрһәтә. (Б) дүрт төр араһында JA сигнал юлдарында ген экспрессияһын анализлау. Ябайлаштырылған JA юлы йәшник графигы эргәһендә күрһәтелгән. Төрлө төҫтәр төрлө эшкәртеү ысулдарын күрһәтә. Йондоҙсоҡ W + OS дауалау һәм W + W контроль араһында һиҙелерлек айырма барлығын күрһәтә (парлы айырмалар өсөн Студенттың t-тесты өсөн, *Р<0,05, **Р<0,01 һәм ***Р<0,001). ОПДА, 12-оксофитодиен кислотаһы; ОПК-8: 0,3-оксо-2(2′(Z)-пентенил)-циклопентан-1-октан кислотаһы.
Һуңғы өлөштә беҙ төрлө үҫемлек төрҙәренең метаболомының бөжәктәр төрҙәренә хас ремоделләүенең үлән ашаусыларға нисек тотороҡло була алыуын өйрәндек. Алдағы тикшеренеүҙәрҙә Nicotiana нәҫеленә баҫым яһалған. Уларҙы Мс һәм личинкаларға ҡаршы тороусанлығы ныҡ айырыла (40). Бында беҙ был модель менән уларҙы алмашыныу пластичлығы араһындағы бәйләнеште өйрәндек. Ҡулланыу өҫтәге дүрт тәмәке төрҙәре, һәм һынау араһындағы корреляция төрлөлөгө һәм махсуслашыу metabolome сәбәпле үлән ашаусылар һәм үҫемлектәрҙең ҡаршы тороусанлығы Ms һәм Sl, беҙ ҡаршылыҡ таптыҡ, төрлөлөгө һәм махсуслашыу генералист Sl Барыһы ла ыңғай корреляциялы significant төрлөлөгө, шул уҡ ваҡытта ҡаршылыҡ араһындағы корреляция махсус ханымдар менән түгел, ә һүрәт менән ( С10). S1 ҡаршылыҡҡа килгәндә, зәғифләнгән N. chinensis һәм N. gracilis ҙа, улар быға тиклем JA сигнал трансдукцияһы кимәлен дә, метаболом пластичлығын да күрһәтелгән, үлән ашаусылар индукцияһына ныҡ айырылып торған яуаптар биргән, улар ҙа оҡшаш юғары ҡаршылыҡ күрһәткән. Секс.
Һуңғы алтмыш йылда үҫемлектәрҙе һаҡлау теорияһы теоретик нигеҙ бирә, уға нигеҙләнеп тикшеренүселәр үҫемлектәрҙең махсуслаштырылған метаболиттарының ярайһы уҡ эволюцияһын һәм функцияларын күҙаллай. Был теориялар күпселек көслө һығымталар яһау ғәҙәти процедураһын үтәмәй (41). Улар төп күҙаллауҙарҙы (3) бер үк анализ кимәлендә тәҡдим итә. Ҡасан төп күҙаллауҙарҙы һынау аныҡ теорияларҙы анализларға мөмкинлек бирә, был өлкә алға бара. Яҡлаусы бул, әммә башҡаларҙы кире ҡаҡ (42). Уның урынына яңы теория анализдың төрлө кимәлдәрендә фараздар яһай һәм тасуири ҡараштарҙан яңы ҡатлам өҫтәй (42). Әммә, ике теория тәҡдим функциональ кимәлдә, МТ һәм ОД, еңел аңлатырға мөмкин мөһим күҙаллауҙар махсуслаштырылған үҙгәрештәр алмашыныу үлән ашаусылар сәбәпле: ОД теорияһы ышана, тип үҙгәрештәр махсуслаштырылған алмашыныу “киңлек” юғары йүнәлешле . МТ теорияһы был үҙгәрештәр йүнәлешһеҙ һәм осраҡлы рәүештә матдәләр алмашыныуы киңлегендә урынлашҡан буласаҡ, тип иҫәпләй, һәм улар юғары оборона ҡиммәтенә эйә метаболиттарға эйә булырға ынтыла. ОД һәм МТ күҙаллауҙарын элекке тикшергәндәр априор “оборона” берләшмәләренең тар йыйылмаһы ҡулланып тикшерелгән. Был метаболит-үҙәк һынауҙар үлән ашаусылар ваҡытында метаболом реконфигурацияһы кимәлен һәм траекторияһын анализлау мөмкинлеген тыя, һәм эҙмә-эҙлекле статистик сиктәрҙә һынауҙар үткәреүгә рөхсәт итмәй, төп күҙаллауҙарҙы талап итә, уларҙы дөйөмләштереп ҡарарға мөмкин. Бында беҙ иҫәпләү МС-ҡа нигеҙләнгән метаболомикала инновацион технологияны ҡулландыҡ һәм глобаль метаболомика кимәлендә тәҡдим ителгән икеһе араһындағы айырманы тикшерер өсөн мәғлүмәт теорияһы дескрипторҙарының дөйөм валютаһында деконволюция МС анализын башҡарҙыҡ. Был теорияның төп күҙаллауы. Мәғлүмәт теорияһы күп өлкәләрҙә ҡулланыла, бигерәк тә биотөрлөлөк һәм туҡлыҡлы матдәләр ағымын тикшергән контекста (43). Әммә, беҙгә билдәле булыуынса, был үҫемлектәрҙең матдәләр алмашыныуы мәғлүмәт киңлеген һүрәтләү һәм тирә-яҡ мөхит сигналдарына яуап итеп ваҡытлыса матдәләр алмашыныуы үҙгәрештәренә бәйле экологик мәсьәләләрҙе хәл итеү өсөн ҡулланылған тәүге ҡушымта. Атап әйткәндә, был ысулдың мөмкинлектәре үҫемлек төрҙәре эсендәге һәм улар араһындағы ҡалыптарҙы сағыштырып, үлән ашаусылар эволюцияның төрлө кимәлдәрендә төрлө төрҙәрҙән төрҙәр араһындағы макроэволюция ҡалыптарына нисек эволюцияланғанын тикшерергә һәләтлелегендә ята. Метаболизм.
Төп компонентлы анализ (ТКА) күп вариантлы мәғлүмәттәр йыйылмаһын үлсәмдәрҙе кәметергә киңлеккә үҙгәртә, шуға күрә мәғлүмәттәрҙең төп тенденцияһын аңлатырға мөмкин, шуға күрә, ғәҙәттә, мәғлүмәттәр йыйылмаһын анализлау өсөн эҙләнеүҙең ысулы булараҡ ҡулланыла, мәҫәлән, деконволюция метаболом. Әммә үлсәмдәрҙе кәметкәндә мәғлүмәттәр йыйылмаһындағы мәғлүмәт йөкмәткеһенең бер өлөшө юғаласаҡ, ә ПКА экологик теория өсөн айырыуса актуаль булған үҙенсәлектәр тураһында миҡдарлы мәғлүмәт бирә алмай, мәҫәлән: үлән ашаусылар махсуслаштырылған өлкәләрҙәге төрлөлөктө (мәҫәлән, байлыҡ, таралыу) Һәм күплек) метаболиттарҙы нисек үҙгәртеп ҡора? Ниндәй метаболиттар бирелгән үлән ашаусы хайуандың индуцированный хәлен күҙаллаусылар булып тора? Спецификлыҡ, төрлөлөк һәм индуцируемость күҙлегенән ҡарағанда, япраҡҡа хас метаболит профиленең мәғлүмәт йөкмәткеһе тарҡала, үлән ашаусыларҙы ашау специфик метаболизмды әүҙемләштереү мөмкинлеге асыҡлана. Көтөлмәгәнсә, беҙ күҙәттек, тип һүрәтләнгән мәғлүмәт теорияһы күрһәткестәре тормошҡа ашырыла, һөҙөмтәлә матдәләр алмашыныуы хәле ҙур ҡапланыу һөжүмдән һуң ике үлән ашаусы (төндә туҡландырылған генералист Sl) һәм Solanaceae эксперт ханым. Май кислотаһы-аминокислота конъюгаты (ФАС) инициаторы ОС (31). Үлән ашаусылар ОС ҡулланып, стандартлаштырылған пункция яраларын дауалау өсөн, үлән ашаусыларҙы дауалауҙы моделләштереү ҙә ошондай уҡ тенденцияны күрһәтте. Үлән ашаусылар һөжүменә үҫемлектәрҙең яуап биреүҙе моделләштереү өсөн был стандартлаштырылған процедура үлән ашаусылар ашау тәртибендәге үҙгәрештәр арҡаһында барлыҡҡа килгән буталсыҡ факторҙарҙы бөтөрә, улар төрлө ваҡытта төрлө дәрәжәлә зыян килтерә (34). FAC, был билдәле булыуынса, төп сәбәбе булып тора OSM, кәметә JAS һәм башҡа үҫемлек гормондары яуап OSS1, ә OSS1 йөҙҙәрсә тапҡыр кәметә (31). Әммә OSS1 OSM менән сағыштырғанда JA тупланыу кимәленең оҡшаш булыуын сәбәпсе була. Быға тиклем күрһәтелгән, тип JA яуап зәғифләнгән Nepenthes бик һиҙгер OSM, унда FAC үҙ эшмәкәрлеген һаҡлай ала, хатта һыу менән 1:1000 һыуытылған (44). Шуға күрә, OSM менән сағыштырғанда, OSS1-ҙә FAC бик түбән булһа ла, етерлек JA таралыуын индуцировать итеү өсөн етә. Алдағы тикшеренеүҙәр күрһәтеүенсә, поринға оҡшаш аҡһымдар (45) һәм олигосахаридтар (46) OSS1-ҙә үҫемлектәрҙең оборона яуаптарын тыуҙырыу өсөн молекуляр йүнәлештәр булараҡ ҡулланыла ала. Әммә әлегә асыҡланмаған, был элициторҙар OSS1 өсөн яуаплы тупланыу JA күҙәтелгән ғәмәлдәге тикшеренеүҙе.
Һис бер тикшеренеүҙең дифференциаль метаболизм бармаҡ эҙҙәрен һүрәтләү сәбәпле ҡулланыу төрлө үлән ашаусылар йәки экзоген JA йәки SA (салициловая кислота) (47), бер кем дә үҫемлек үлән селтәрендә үлән ашаусылар төрҙәре-специфик боҙолоу һәм уның йоғонтоһо метаболизм специфик Дөйөм өйрәнеү системаһы. шәхси мәғлүмәттәр. Был анализ артабан JA-нан башҡа үҫемлек гормондары менән эске гормон селтәре бәйләнеше үлән ашаусылар сәбәпле матдәләр алмашыныуын үҙгәртеп ойоштороу үҙенсәлеген формалаштырыуын раҫланы. Атап әйткәндә, беҙ асыҡланыҡ, тип ET сәбәпле OSM һиҙелерлек ҙурыраҡ булған, тип сәбәпле OSS1. Был режим OSM-да күберәк FAC йөкмәткеһе менән тура килә, был кәрәкле һәм етерлек шарт булып тора, ET ярсығын башлау өсөн (48). Үҫемлектәр һәм үлән ашаусылар араһындағы үҙ-ара тәьҫир итешеү контексында ЭТ-тың үҫемлектәргә хас метаболиттар динамикаһы буйынса сигнал биргән функцияһы һаман да осраҡлы һәм бер ҡушма төркөмгә генә йүнәлтелгән. Бынан тыш, күпселек тикшеренеүҙәр экзоген ҡулланыу ЭТ йәки уның прекурсорҙары йәки төрлө ингибиторҙар ҡулланылған өйрәнеү өсөн көйләү ЭТ, улар араһында был экзоген химик ҡулланыу күп специфик булмаған ян эффекттар етештерәсәк. Беҙҙең белешмәләр буйынса, был тикшеренеүҙең тәүге ҙур масштаблы системалы тикшерелгән роле ЭТ ҡулланыуҙа ЭТ етештереү һәм ҡабул итеү өсөн боҙолған трансген үҫемлектәр үҫемлектәр метаболом динамикаһын координациялау. Үлән ашаусыларға хас ЭТ индукцияһы, ахыр сиктә, метаболом яуабын модуляциялай ала. Иң әһәмиәтлеһе — үлән ашаусыларға хас de novo феноламидтар тупланыуын асыҡлаған ЭТ биосинтезы (ACO) һәм ҡабул итеү (ETR1) гендарының трансген манипуляцияһы. Быға тиклем күрһәтелгән, тип ET JA-индуцированный никотин тупланыуын көйләү путресцин N-метилтрансфераза (49) нәфис көйләй ала (49). Әммә механик күҙлектән ҡарағанда, ЭТ-ның фенамид индукцияһын нисек нәфис көйләүе асыҡланмай. ЭТ-тың сигнал трансдукцияһы функцияһынан тыш, полиаминофенол амидтарына инвестицияларҙы көйләү өсөн матдәләр алмашыныуы ағымын S-аденозил-1-метионинға ла маневрларға мөмкин. S-аденозил-1-метионин - ЭТ һәм полиамин биосинтезы юлының дөйөм аралашсыһы. ЭТ сигналы феноламид кимәлен көйләү механизмын артабан өйрәнеүгә мохтаж.
Күптән түгел, төҙөлөшө билдәһеҙ булған махсус метаболиттар күп булыу сәбәпле, аныҡ метаболизм категорияларына көслө иғтибар биологик үҙ-ара тәьҫир итешеүҙәрҙән һуң метаболизм төрлөлөгөнөң ваҡыт үҙгәрештәрен ҡәтғи баһалай алмай. Әлеге ваҡытта, мәғлүмәт теорияһын анализлауға нигеҙләнеп, ғәҙел метаболиттарға нигеҙләнгән МС/МС спектрын алыу төп һөҙөмтәһе шунда: үлән ашаусыларҙы ашаған йәки моделләштергән үлән ашаусылар япраҡ метаболомының дөйөм метаболизм төрлөлөгөн кәметергә дауам итә, шул уҡ ваҡытта уның махсуслашыу дәрәжәһен арттыра. Үлән ашаусылар тарафынан тыуҙырылған метаболом спецификлығының был ваҡытлыса артыуы транскриптома спецификлығының синергик артыуы менән бәйле. Был ҙурыраҡ метаболом махсуслашыуына (Si ҡиммәте юғарыраҡ булған) иң күп өлөш индергән үҙенсәлек — элек характерланған үлән ашаусы функцияһы булған махсус метаболит. Был модель ОД теорияһының күҙаллауына тап килә, әммә метаболомды ҡабаттан программалау осраҡлылығы менән бәйле МТ-ның күҙаллауы тура килмәй. Әммә был мәғлүмәттәр шулай уҡ ҡатнаш модель күҙаллауына тап килә (иң яҡшы МТ; 1-се һүрәт В), сөнки билдәһеҙ оборона функциялары булған башҡа характеристикаһыҙ метаболиттар һаман да осраҡлы Si таралыуын эҙләүе мөмкин.
Был тикшеренеүҙең артабанғы иғтибарға лайыҡлы ҡалыптары шунда: микроэволюция кимәленән (бер үҫемлек һәм тәмәке популяцияһы) ҙурыраҡ эволюция масштабына (яҡын туғанлыҡтағы тәмәке төрҙәре) тиклем эволюцион ойошманың төрлө кимәлдәре “иң яҡшы һаҡланыу”ҙа тора. Мур и др. (20) һәм Кесслер һәм Калске (1) үҙ аллы рәүештә Уиттакер (50) тарафынан тәүҙә айырылған биотөрлөлөктөң өс функциональ кимәлен химик төрлөлөктөң конститутив һәм индуцированный ваҡыт үҙгәрештәренә үҙгәртеп ҡороуҙы тәҡдим иткән; был авторҙар ҙа дөйөмләштермәгән Процедуралар өсөн ҙур күләмле метаболом мәғлүмәттәрен йыйыу шулай уҡ был мәғлүмәттәрҙән нисек иҫәпләү метаболизм төрлөлөгөн билдәләмәй. Был тикшеренеүҙең Уиттакер функциональ классификацияһына ваҡ төҙәтмәләр индереү α-метаболизм төрлөлөгөн бирелгән үҫемлектәге МС/МС спектрҙарының төрлөлөгө тип ҡараясаҡ, ә β-метаболизм төрлөлөгөн популяциялар төркөмөнөң төп төр эсендәге метаболизмы тип ҡараясаҡ.
JA сигналы үлән ашаусылар метаболизм яуаптарының киң спектры өсөн мөһим. Әммә JA биосинтезын төр эсендәге көйләүҙең метаболом төрлөлөгөнә индергән өлөшөн ҡәтғи миҡдар буйынса тикшерергә тура килмәй, ә JA сигналы юғары макроэволюцион масштабта стресс индуцированный метаболизм диверсификацияһы өсөн дөйөм урын булып торамы, юҡмы икәнлеге әлегә аңлашылмай. Беҙ күҙәткәнсә, үлән ашаусы тәбиғәт Nepenthes үлән ашаусы индуцирует метаболом махсуслашыу һәм вариация метаболом махсуслашыу сиктәрендә популяцияһы Nicotiana төрҙәре һәм араһында яҡын туған Nicotiana төрҙәре системалы ыңғай корреляция менән JA сигнал биреүҙе. Бынан тыш, JA сигналы боҙолғанда, бер генотиплы үлән ашаусы индуцированный метаболизм спецификаһы юҡҡа сығарыласаҡ (3-сө һүрәт, С һәм Е). Тәбиғи рәүештә зәғифләнгән Непентес популяцияларының метаболизм спектры үҙгәрештәре күбеһенсә миҡдарлы булғанлыҡтан, был анализда метаболизм β төрлөлөгө һәм спецификлығының үҙгәрештәре күп осраҡта метаболитҡа бай берләшмә категорияларының көслө ҡуҙғытыуы менән бәйле булыуы ихтимал. Был ҡушма кластар метаболом профиленең бер өлөшөндә өҫтөнлөк итә һәм JA сигналдары менән ыңғай корреляцияға килтерә.
Сөнки уның менән тығыҙ бәйле тәмәке төрҙәренең биохимик механизмдары бик айырыла, метаболиттар сифат аспектында махсус билдәләнә, шуға күрә ул аналитикыраҡ. Мәғлүмәт теорияһы әсирлеккә алынған матдәләр алмашыныуы профилен эшкәрткәндә үлән ашаусылар индукцияһы матдәләр алмашыныуы гамма-төрлөлөгө һәм махсуслашыу араһындағы компромиссты киҫкенләштереүен асыҡлай. Был компромисста JA сигналы үҙәк роль уйнай. Метаболом махсуслашыуының артыуы төп ОД күҙаллауына тап килә һәм JA сигналы менән ыңғай корреляцияла, ә JA сигналы метаболизм гамма-төрлөлөгө менән кире корреляцияла. Был моделдәр үҫемлектәрҙең ОД ҡәҙерлелеге башлыса JA-ның пластичлығы менән билдәләнгәнен күрһәтә, микроэволюцион масштабтамы, ҙурыраҡ эволюцион масштабтамы. JA биосинтезы етешһеҙлектәрен урап үткән экзоген JA ҡулланыу тәжрибәләре артабан тығыҙ туғанлыҡтағы тәмәке төрҙәрен сигналға яуап биргән һәм сигналға яуап бирмәгән төрҙәргә айырырға мөмкин икәнлеген асыҡлай, улар үлән ашаусылар тарафынан индуцированный JA һәм метаболом пластичлығы режимы кеүек үк. Сигналға яуап бирмәгән төрҙәр эндоген JA етештерә алмау сәбәпле яуап бирә алмай, шуға күрә физиологик сикләүҙәргә дусар була. Был JA сигнал юлында (N. crescens-та AOS һәм JAR4) ҡайһы бер төп гендарҙағы мутациялар арҡаһында килеп сығыуы ихтимал. Был һөҙөмтә был төрҙәр араһындағы макроэволюцион ҡалыптар башлыса эске гормондарҙы ҡабул итеү һәм яуап биреүҙең үҙгәрештәре менән бәйле булыуы мөмкинлеген билдәләй.
Үҫемлектәр һәм үлән ашаусылар араһындағы үҙ-ара тәьҫир итешеүҙән тыш, матдәләр алмашыныуы төрлөлөгөн тикшергәндә тирә-яҡ мөхиткә биологик яраҡлашыуҙы һәм ҡатмарлы фенотипик билдәләр эволюцияһын тикшергәндәге бөтә мөһим теоретик алға китештәр менән бәйле. Заманса МС инструменттары менән алынған мәғлүмәттәр күләме артыу менән, метаболизм төрлөлөгө буйынса гипотезаларҙы тикшергәндә хәҙер индивидуаль/категориялы метаболит айырмалыҡтарын үтеп, көтөлмәгән ҡалыптарҙы асыу өсөн глобаль анализ башҡара ала. Күләмле анализ процесында мөһим метафора булып мәғлүмәттәрҙе тикшерер өсөн ҡулланырлыҡ мәғәнәле карталар уйлап сығарыу идеяһы тора. Шуға күрә, мөһим һөҙөмтәһе хәҙерге комбинацияһы ғәҙел MS/MS метаболомика һәм мәғлүмәт теорияһы, тип, ул ябай метрика тәьмин итә, карталар төҙөү өсөн ҡулланырға мөмкин браузер метаболизм төрлөлөгө төрлө таксономик масштабтарҙа. Ул был ысулдың төп талабы булып тора. Микро/макро эволюцияны һәм йәмәғәт экологияһын өйрәнеү.
Макроэволюцион кимәлдә Эрлих һәм Рейвендың (51) үҫемлек-бөжәктәрҙең бергә эволюцияһы теорияһының төп нигеҙе булып төрҙәр араһындағы метаболизм төрлөлөгөнөң үҙгәрелеүе үҫемлектәр нәҫелдәренең диверсификацияһы сәбәбе булыуын күҙаллау тора. Әммә был нигеҙ һалыусы хеҙмәт баҫылып сыҡҡан илле йыл эсендә был фараз һирәк тикшерелә (52). Был күп осраҡта алыҫ арауыҡтағы үҫемлектәр нәҫелдәре буйынса сағыштырмаса метаболизм үҙенсәлектәренең филогенетик үҙенсәлектәре менән бәйле. Һирәк осрай торған маҡсатлы анализ ысулдарын нығытыу өсөн ҡулланырға мөмкин. Хәҙерге МС/МС эш ағымы мәғлүмәт теорияһы эшкәртелгән МС/МС билдәһеҙ метаболиттар структур оҡшашлығын һанлаштыра (алдан метаболит һайлауһыҙ) һәм был МС/МС-тарҙы МС/МС йыйылмаһына әйләндерә, шулай итеп профессиональ метаболизмда Был макроэволюцион модель классификация масштабында сағыштырыла. Ябай статистик күрһәткестәр. Процесс филогенетик анализға оҡшаш, унда эҙмә-эҙлеклелекте тура килтереп, диверсификация тиҙлеген йәки характер эволюцияһын алдан күҙалламайынса һанлаштырырға мөмкин.
Биохимик кимәлдә, скрининг гипотезаһы Фирн һәм Джонс (53) күрһәтеүенсә, метаболизм төрлөлөгө төрлө кимәлдә һаҡлана, сеймал менән тәьмин итеү өсөн биологик эшмәкәрлекте тормошҡа ашырыу өсөн элек бәйле булмаған йәки алмаштырылған метаболиттар. Мәғлүмәт теорияһы ысулдары был метаболиттарға хас эволюцион күсештәрҙе тәҡдим ителгән эволюцион скрининг процесы сиктәрендә һанлаштырырға мөмкин булған рамкалар тәьмин итә: түбән спецификлыҡтан юғары спецификлыҡҡа биологик әүҙем яраҡлашыу Билдәле мөхиттең тормошҡа ашырыу метаболиттары.
Ғөмүмән, молекуляр биологияның тәүге көндәрендә үҫемлектәрҙе һаҡлау буйынса мөһим теориялар эшләнә, дедуктив гипотезаларға нигеҙләнгән ысулдар киң таралған фәнни прогресстың берҙән-бер сараһы тип иҫәпләнә. Был күп осраҡта бөтә метаболомды үлсәүҙең техник сикләүҙәренә бәйле. Гипотезаға нигеҙләнгән ысулдар башҡа сәбәп-эҙемтә механизмдарын һайлауҙа айырыуса файҙалы булһа ла, улар беҙҙең биохимик селтәрҙәрҙе аңлауҙы алға ебәрергә һәләтлелеге хәҙерге мәғлүмәттәрҙе күп ҡулланған фәндә ҡулланылған иҫәпләү ысулдарына ҡарағанда сикләнгәнерәк. Шуға күрә күҙаллап булмаған теориялар бар мәғлүмәттәр даирәһенән күпкә ситтә тора, шуға күрә тикшеренеүҙең өлкәһендәге алға китештең гипотезалы формулаһы/һынау циклын бөтөрөп булмай (4). Беҙ күҙаллайбыҙ, бында индерелгән метаболомиканың иҫәпләү эш ағымы һуңғы (нисек) һәм һуңғы (ни өсөн) метаболизм төрлөлөгө мәсьәләләренә ҡыҙыҡһыныуҙы тергеҙә ала, һәм теоретик йүнәлештәге мәғлүмәттәр фәненең яңы дәүеренә булышлыҡ итә ала. Дәүер элекке быуындарҙы илһамландырған мөһим теорияларҙы яңынан тикшерә.
Үлән ашаусыларҙы туранан-тура туҡландырыу бер генә рауза сәскә атҡан үҫемлектең бер генә Аҡһыл төҫтәге ҡоҙоҡ үҫемлек япрағында икенсе инстар личинкаһын йәки Sl личинкаһын үҫтереп башҡарыла, бер үҫемлеккә 10 үҫемлек репликаһы була. Бөжәк личинкаларын ҡыҫҡыстар менән ҡыҫтырғандар, ә ҡалған япраҡ туҡымаһын зарарланғандан һуң 24 һәм 72 сәғәт үткәс йыйып, тиҙ туңдырғандар, метаболиттарҙы сығарғандар.
Үлән ашаусыларҙы юғары синхронлаштырылған рәүештә дауалауҙы моделләштереү. Ысул ҡулланыу өсөн туҡыма өлгөһө тәгәрмәстәр өс рәт сәнске пронзить һәр яҡтан өс тулыһынса киңәйтелгән япраҡ үҫемлек үҫеш этабында туҡыма гирлянда, һәм шунда уҡ ҡулланыу 1:5 Һыуытылған ханым Йәки ҡулланыу өсөн перчаткалы бармаҡтар индереү өсөн пронзить S1 wound инә. Япраҡты өҫтә һүрәтләнгәнсә йыйып, эшкәртергә. Алдан һүрәтләнгән ысулды ҡулланыу өсөн беренсел метаболиттар һәм үҫемлек гормондары сығарыу (54).
Экзоген JA ҡушымталар өсөн, өс япраҡ япраҡтары һәр алты рауза сәскә атҡан үҫемлектәрҙең һәр төрө менән эшкәртелгән 20мкл ланолин пастаһы составында 150мкг MeJA (Лан + MeJA), һәм 20мкл ланолин плюс яра дауалау (Лан + ла20), йәки ҡулланыу as pur. Япраҡтарҙы эшкәрткәндән һуң 72 сәғәт үткәс йыялар, шыйыҡ азотта тиҙ туңдыралар һәм ҡулланғанға тиклем -80°С температурала һаҡлайҙар.
Беҙҙең тикшеренеу төркөмөндә дүрт JA һәм ET трансген һыҙыҡтары, атап әйткәндә, irAOC (36), irCOI1 (55), irACO һәм sETR1 (48) асыҡланған. irAOC ныҡ JA һәм JA-Ile кимәленең кәмеүен күрһәткән, ә irCOI1 JA-ларға һиҙгер булмаған. ЭВ менән сағыштырғанда, JA-Ile тупланыуы артҡан. Шуның кеүек үк, irACO ЭТ етештереүҙе кәметәсәк, ә ЭВ менән сағыштырғанда, ЭТ-ҡа һиҙгер булмаған sETR1 ЭТ етештереүҙе арттырасаҡ.
ЭТ үлсәүен инвазив булмаған рәүештә башҡарыу өсөн фотоакустик лазер спектрометры (Sensor Sense ETD-300 реаль ваҡытта ЭТ датчигы) ҡулланыла. Эшкәрткәндән һуң шунда уҡ япраҡтарының яртыһын ҡырҡып, 4 мл тығыҙ быяла флаконға күсерәләр, баш арауығын 5 сәғәт эсендә тупларға рөхсәт итәләр. Үлсәү барышында һәр флаконды 8 минут дауамында 2 литр/сәғәт саф һауа ағымы менән йыуғандар, был ағым быға тиклем Sensor Sense компанияһы тарафынан тәьмин ителгән катализатор аша үткән, CO2 һәм һыуҙы сығарыу өсөн.
Микромассив мәғлүмәттәре тәүҙә баҫылып сыҡҡан (35) һәм биотехнология мәғлүмәте буйынса милли үҙәктә (NCBI) ген экспрессияһы комплекслы мәғлүмәттәр базаһында һаҡланған (GSE30287 ҡушылыу номеры). Был тикшеренеүҙең өсөн W + OSMs дауалау һәм зыян күрмәгән контроль сәбәпле япраҡтарға тап килгән мәғлүмәттәр сығарылған. Сеймал интенсивлығы log2 тәшкил итә. Статистик анализға тиклем R программа пакеты ярҙамында башланғыс һыҙыҡ үҙгәртеп, уның 75-се процентиленә тиклем нормалаштырылған.
Ҡыҫҡа уҡыу архивтарынан (SRA) Nicotiana төрҙәренең тәүге РНК-секвенированиеһы (RNA-seq) мәғлүмәттәре алынған, проекттың номеры PRJNA301787, был турала Чжоу һәм башҡалар хәбәр иткән. (39) һәм (56) һүрәтләнгәнсә дауам итегеҙ. Был тикшеренеүҙең анализы өсөн Nicotiana төрҙәренә тап килгән W + W, W + OSM һәм W + OSS1 тарафынан эшкәртелгән сеймал мәғлүмәттәре һайлап алынған һәм түбәндәгесә эшкәртелгән: Беренсенән, сеймал РНК-seq уҡыуҙары FASTQ форматына үҙгәртелгән. HISAT2 FASTQ-ты SAM-ға үҙгәртә, ә SAMtools SAM файлдарын сорттарға бүленгән BAM файлдарына үҙгәртә. StringTie гендар экспрессияһын иҫәпләү өсөн ҡулланыла, ә уның экспрессия ысулы шунда: миллион эҙмә-эҙлекле транскрипция фрагментына мең база фрагментына фрагменттар тура килә.
Анализда ҡулланылған Acclaim хроматографик колонкаһы (150 мм х 2,1 мм; киҫәксәләрҙең ҙурлығы 2,2 мкм) һәм 4 мм х 4 мм һаҡсы колонкаһы бер үк материалдан тора. Түбәндәге бинар градиент ҡулланыла Dionex UltiMate 3000 ультра юғары етештереүсәнлекле шыйыҡса хроматографияһы (UHPLC) системаһы: 0 0,5 минут, изократ 90% А [деионизированный һыу, 0,1% (к/к) ацетонитрил һәм 0,05% ацетонитрил һәм 0,05% өсөн0. 0,05% ҡырмыҫҡа кислотаһы); 0,5-тән 23,5 минутҡа тиклем градиент фазаһы ярашлы рәүештә 10% А һәм 90% В тәшкил итә; 23,5 25 минут, изократик 10% А һәм 90% В. Ағым тиҙлеге 400мкл/мин. Бөтә анализдар өсөн MS, инъекция колонка элюент квадруполь һәм ваҡыт-осоу (qTOF) анализатор йыһазландырылған электроспрей сығанағы ыңғай ионизация режимында эшләй (капилляр көсөргәнеш, 4500 В; капилляр розетка 130 В ; Киптереүҙең температураһы 200°C li/r d1).
MS / MS фрагмент анализы башҡарыу (артабан MS / MS тип атала), был әһәмиәтһеҙ йәки мәғлүмәттәрҙән айырылғыһыҙ дөйөм асыҡланған метаболизм профиле тураһында структур мәғлүмәт алыу өсөн. Айырмаһыҙ МС/МС ысулы төшөнсәһе квадруполдең бик ҙур масса изоляцияһы тәҙрәһе булыуына таяна [шуға күрә бөтә масса-заряд нисбәте (м/з) сигналдарын фрагменттар тип ҡарайбыҙ]. Был сәбәптән, сөнки Impact II приборы CE эйелеүен булдыра алмаған, бер нисә бойондороҡһоҙ анализдар бәрелеш-индуцированный диссоциация бәрелеш энергияһы (CE) ҡиммәттәрен арттырыу ҡулланып башҡарылған. Ҡыҫҡаһы, тәүҙә өлгөнө анализлау UHPLC-электроспрей ионизация/qTOF-MS ҡулланып, бер масс-спектрометрия режимы (түбән фрагментация шарттары генерацияланған сығанаҡ эсендә фрагментация), сканерлау м/з 50 1500 ҡабатлау йышлығында 5 Гц. Азот ҡулланыу өсөн бәрелеш газы булараҡ MS/MS анализ, һәм бойондороҡһоҙ үлсәүҙәр башҡарыу өсөн түбәндәге дүрт төрлө бәрелеш-индуцированный диссоциация көсөргәнеш: 20, 30, 40, һәм 50 эВ. Үлсәү процесы барышында квадруполь иң ҙур масса изоляцияһы тәҙрәһенә эйә, м/з 50-нән 1500. Ҡасан алғы корпус м/з һәм изоляция киңлеге эксперименты 200 ҡуйылған, масса диапазоны автоматик рәүештә прибор’ы операцион программа тәьминәте һәм 0 Да әүҙемләштерелә. Бер массалы режимдағы кеүек масса ярсыҡтарын сканерлау. Масса калибровкаһы өсөн натрий формальдегы (50 мл изопропанол, 200 мкл ҡырмыҫҡа кислотаһы һәм 1 мл 1М NaOH һыулы иретмәһе) ҡулланыла. Брукер юғары теүәллектәге калибровка алгоритмын ҡулланып, мәғлүмәт файлы билдәле бер ваҡыт арауығында уртаса спектрҙы эшләткәндән һуң калибровкалана. Ҡулланыу экспорт функцияһы мәғлүмәттәрҙе анализлау v4.0 программа тәьминәте (Брук Далтон, Бремен, Германия) сеймал мәғлүмәт файлдарын үҙгәртеп NetCDF форматында. MS/MS мәғлүмәттәр йыйылмаһы MetaboLights асыҡ метаболомика базаһында (www.ebi.ac.uk) ҡушылыу номеры менән һаҡланған. МТБЛС1471.
MS/MS йыйыу аша тормошҡа ашырырға мөмкин корреляция анализы MS1 һәм MS/MS сифатлы сигналдар өсөн түбән һәм юғары бәрелеш энергияһы һәм яңы тормошҡа ашырылған ҡағиҙәләр. R скрипты продуктҡа прекурсор таралыуының корреляция анализын тормошҡа ашырыу өсөн ҡулланыла, ә ҡағиҙәләрҙе тормошҡа ашырыу өсөн C# скрипты (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-ассемблер-торба) ҡулланыла.
Ялған ыңғай хаталарҙы кәметергә маҡсатында фон шау-шыу һәм ялған корреляция сәбәпле асыҡлау билдәле м/з үҙенсәлектәрен бер нисә генә өлгөләрҙә, беҙ ҡулланабыҙ “тултырылған пик” функцияһы R пакет XCMS (фон шау-шыу интенсивлығын төҙәтеү өсөн) Ҡулланырға тейеш, тип алмаштырыу өсөн “penteuak”. Ҡасан тултырыу пик функцияһы ҡулланыла, әлегә күп “0′′ интенсивлыҡ ҡиммәттәре мәғлүмәттәр йыйылмаһында, улар корреляция иҫәпләүгә йоғонто яһаясаҡ. Һуңынан, беҙ мәғлүмәттәрҙе эшкәртергә һөҙөмтәләрен сағыштырырға алынған, ҡасан тултырылған пик функцияһы ҡулланыла һәм ҡасан тултырылған пик функцияһы ҡулланылмай, һәм иҫәпләү фон шау-шыу ҡиммәте re corrected the and the0. интенсивлығы ҡиммәттәрен иҫәпләнгән фон ҡиммәте менән Беҙ шулай уҡ интенсивлығы фон ҡиммәтенән өс тапҡырға артҡан үҙенсәлектәрҙе генә ҡараныҡ һәм уларҙы “ысын түбәләр” тип һананыҡ. ПКК иҫәпләүҙәре өсөн өлгө прекурсорының (MS1) һәм кәмендә һигеҙ ысын пиклы фрагмент мәғлүмәттәре йыйылмаһының m/z сигналдары ғына ҡарала.
Әгәр ҙә бөтә өлгөләге прекурсор сифат үҙенсәлегенең интенсивлығы түбән йәки юғары бәрелеш энергияһына дусар булған шул уҡ сифат үҙенсәлегенең интенсивлығының кәмеүе менән һиҙелерлек бәйле булһа, ә үҙенсәлек КАМЕРА тарафынан изотоп пигы тип билдәләнмәһә, уны артабан билдәләргә мөмкин. Һуңынан 3 с эсендә мөмкин булған бөтә прекурсор-продукт парҙарын иҫәпләп (пикты һаҡлау өсөн яҡынса һаҡлау ваҡыты тәҙрәһе) корреляция анализы башҡарыла. m/z ҡиммәте прекурсор ҡиммәтенән түбәнерәк булғанда һәм MS/MS фрагментацияһы мәғлүмәттәр йыйылмаһында ул алынған прекурсор менән бер үк өлгө урынында булғанда ғына ул фрагмент тип иҫәпләнә.
Ошо ике ябай ҡағиҙәгә таянып, беҙ билдәләнгән прекурсор м/з ҡиммәттәренән ҙурыраҡ м/з ҡиммәттәре булған күрһәтелгән фрагменттарҙы сығарабыҙ, ә өлгө позицияһына нигеҙләнеп, унда прекурсор барлыҡҡа килә һәм күрһәтелгән фрагмент. Шулай уҡ кандидат прекурсорҙары булараҡ MS1 режимында генерацияланған күп сығанаҡ эсендәге фрагменттар генерациялаған сифат үҙенсәлектәрен һайларға мөмкин, шуның менән артыҡ MS/MS берләшмәләрен генерациялай. Был мәғлүмәттәрҙең артыҡлығын кәметергә тип, әгәр спектрҙарҙағы НДП оҡшашлығы 0,6-нан артһа, һәм улар CAMERA аннотацияланған хроматограмма “pcgroup”ҡа ҡараһа, беҙ уларҙы берләштерәсәкбеҙ. Ниһайәт, беҙ дүрт CE һөҙөмтәләре менән бәйле прекурсор һәм фрагменттар һуңғы деконволюцияланған композит спектрға берләштерәбеҙ, бөтә кандидат пиктары араһында иң юғары интенсивлыҡ пигын һайлап, төрлө бәрелеш энергияларында бер үк м/з ҡиммәте менән. Артабанғы эшкәртелеү аҙымдары композит спектр төшөнсәһенә нигеҙләнә һәм ярсыҡланыу ихтималлығын максималь кимәлгә еткерер өсөн кәрәкле төрлө СЭ шарттарын иҫәпкә ала, сөнки ҡайһы бер ярсыҡтарҙы аныҡ бәрелеш энергияһы аҫтында ғына асыҡларға мөмкин.
RDPI (30) метаболизм профиленең индуцируемость иҫәпләү өсөн ҡулланылған. Метаболизм спектры төрлөлөгө (Hj индексы) MS/MS прекурсорҙарының күплегенән алынған, MS/MS йышлыҡ таралыуының Шеннон энтропияһын ҡулланып, Мартинес һ.б. (8). Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) унда Pij j-сы өлгөләге i-се МС/МС-тың сағыштырмаса йышлығына тура килә (j = 1, 2,..., м) (i = 1, 2, ..., м) t).
Метаболизм спецификлығы (Si индексы) ҡаралған өлгөләр араһындағы йышлыҡҡа ҡарата бирелгән МС/МС-тың экспрессия тап килгәнлеге тип билдәләнә. МС/МС спецификаһы Si = 1т (∑j = 1тПижПилог2ПижПи) тип иҫәпләнә.
Түбәндәге формуланы ҡулланып, һәр j өлгөһөнөң метаболомға хас δj индексын үлсәгеҙ, ә уртаса MS/MS спецификлығы δj = ∑i = 1mPijSi .
МС/МС спектрҙары парлап тура килә, ә оҡшашлыҡ ике баллға нигеҙләнеп иҫәпләнә. Беренсенән, стандарт ҡулланып НДП (шулай уҡ косинус корреляция ысулы булараҡ билдәле), түбәндәге тигеҙләмәһен ҡулланыу өсөн балл сегмент оҡшашлыҡ спектрҙары араһында НДП = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, мин) 2∑iWS1, i2∑iWS2 һәм спектр кеүек, i2 ҡайҙа S1 һәм S2 скважина булараҡ, мин WS2 өсөн. i ике спектр араһындағы i-се дөйөм пик айырмаһы 0,01 Да-нан кәмерәк булған пик интенсивлығына нигеҙләнгән ауырлыҡты күрһәтә. Ауырлыҡ түбәндәгесә иҫәпләнә: W = [пик интенсивлығы] m [сифат] n, m = 0,5, n = 2, MassBank тәҡдим иткәнсә.
Икенсе баһалау ысулы тормошҡа ашырылды, ул МС/МС араһындағы уртаҡ НЛ-ды анализлауҙы үҙ эсенә алды. Бының өсөн беҙ ҡулланған 52 НЛ исемлектәре йыш осрай MS фрагментация процесы барышында тандем, һәм анығыраҡ НЛ (мәғлүмәт файлы S1) был элек аннотацияланған өсөн MS/MS спектры икенсел метаболиттар көсһөҙләнгән Nepenthes төрҙәре ( 9, 26). Һәр МС/МС өсөн 1 һәм 0 бинар вектор төҙөү, ҡайһы бер НЛ-дың ярашлы рәүештә ағымдағы һәм булмағанына тап килгән. Евклидий арауыҡ оҡшашлығына нигеҙләнеп, һәр пар бинар НЛ векторҙары өсөн НЛ оҡшашлыҡ балы иҫәпләнә.
Икеләтә кластерлаштырыуҙы башҡарыу өсөн беҙ DiffCoEx R пакетын ҡулландыҡ, ул гендарҙы бергә экспрессиялау анализы (WGCNA) оҙайтыуына нигеҙләнгән. MS/MS спектрҙарының NDP һәм NL балл матрицаларын ҡулланып, беҙ сағыштырмаса корреляция матрицаһын иҫәпләү өсөн DiffCoEx ҡулландыҡ. Бинар кластерлаштырыу “cutreeDynamic” параметрын ысул = “гибрид”, cutHeight = 0,9999, deepSplit = T һәм minClusterSize = 10 тип ҡуйыу юлы менән башҡарыла. (57); Кәрәкле R WGCNA программа пакетын https:
MS/MS молекуляр селтәр анализын башҡарыу маҡсатында беҙ NDP һәм NL оҡшашлыҡ типтарына нигеҙләнгән парлы спектраль тоташыуҙы иҫәпләнек, CyFilescape yFiles макет алгоритмын киңәйтеү ҡушымтаһында органик макетты ҡулланып селтәр топологияһын визуализациялау өсөн Cytoscape программа тәьминәтен ҡулландыҡ.
R версияһын ҡулланыу 3.0.1 мәғлүмәттәр буйынса статистик анализ башҡарыу өсөн. Статистик әһәмиәтлелек дисперсияның ике яҡлы анализы (ANOVA) ярҙамында баһаланды, унан һуң Тукей намыҫлы әһәмиәтле айырма (HSD) post-hoc тесты үткәрелде. Үлән ашаусыларҙы дауалау һәм контроль араһындағы айырманы анализлау маҡсатында бер үк дисперсиялы ике төркөм өлгөләрҙең ике ҡойроҡло таралыуы Студенттың t-тесты ярҙамында анализланды.
Был мәҡәлә өсөн өҫтәмә материалдарҙы ҡарағыҙ:
Был асыҡ рөхсәт мәҡәләһе Creative Commons атрибуция-коммерцияға ҡарамаған лицензия шарттары буйынса таратыла, был теләһә ниндәй сараларҙа ҡулланыу, таратыу һәм ҡабатлау мөмкинлеген бирә, әгәр ҙә һуңғы ҡулланыу коммерция файҙаһы өсөн түгел һәм премия булып тора, тип, төп эш дөрөҫ. Һылтанма.
Иҫкәрмә: Беҙ һеҙҙең электрон почта адресығыҙҙы бирергә генә һорайбыҙ, һеҙ биткә кәңәш иткән кеше белә, һеҙ уларҙы күрергә теләйем, электрон почта һәм был спам түгел. Беҙ бер ниндәй ҙә электрон почта адрестарын тотмаясаҡбыҙ.
Был һорау һеҙҙең ҡунаҡ булыуын тикшерергә һәм автоматик спам тапшырыуҙы булдырмау өсөн ҡулланыла.
Мәғлүмәт теорияһы махсус метаболомдарҙы сағыштырыу һәм һынау оборонаһы теорияларын күҙаллау өсөн универсаль валюта тәьмин итә.
Мәғлүмәт теорияһы махсус метаболомдарҙы сағыштырыу һәм һынау оборонаһы теорияларын күҙаллау өсөн универсаль валюта тәьмин итә.
©2021 Фәнде үҫтереүҙең Америка ассоциацияһы. бөтә хоҡуҡтары һаҡлана. АААС — ХИНАРИ, АГОРА, ОАРЕ, ХОР, КЛОКСС, КроссРеф һәм КАУНТЕР компанияларының партнеры. 2375-2548 ISSN.