Ӳсентӑрансен хӳтӗлевӗн тӗрлӗ теорийӗсем ӳсентӑрансен ятарлӑ ылмашӑнӑвӗн йӗркине ӑнлантарса пама пӗлтерӗшлӗ теориллӗ ҫул-йӗр параҫҫӗ, анчах вӗсен тӗп прогнозӗсене тӗрӗслемелле-ха. Кунта эпир уйрӑм ӳсентӑрансенчен пуҫласа популяцисемпе тата ҫывӑх тӑванлӑ тӗссемпе табак ҫемҫетнӗ штаммсен метаболомине системаллӑ тӗпчеме тандемлӑ масс-спектрометри (МС/МС) анализӗпе усӑ куртӑмӑр, ҫавӑн пекех информацири хутӑш спектрсем ҫинче никӗсленнӗ масс-спектрометри паллисен нумай теорине ӗҫлесе хатӗрлерӗмӗр. Оптималлӑ хӳтӗлев (ОХ) тата куҫакан тӗллев (МТ) теорийӗсен тӗп прогнозӗсене тӗрӗслемелли никӗс. Ӳсен-тӑран метаболомикин информаци компоненчӗ ОД теорийӗпе килӗшсе тӑрать, анчах та курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан метаболомикӑн динамики ҫинчен МТ теорийӗн тӗп прогнозне хирӗҫлет. Микро-макро эволюци масштабӗнчен пуҫласа жасмонат сигналне ОД-н тӗп детерминанчӗ тесе палӑртнӑ, этилен сигналӗ вара MS/MS молекулярлӑ сечӗпе аннотациленӗ курӑк ҫиекен чӗрчунсен уйрӑм хуравне лайӑхлатма май панӑ.
Тӗрлӗ структурӑллӑ ятарлӑ метаболитсем ӳсентӑран тавралӑха хӑнӑхассинче, уйрӑмах тӑшмансене хӳтӗлес ӗҫре, тӗп хутшӑнакансем пулса тӑраҫҫӗ (1). Ӳсен-тӑрансенче тӗл пулакан ятарлӑ ылмашӑну тӗлӗнмелле тӗрлӗ енлӗ пулни унӑн экологи функцийӗсен нумай енӗсене вуншар ҫул хушши тарӑн тӗпчеме хавхалантарнӑ, ҫавӑн пекех ӳсен-тӑран хӳтӗлевӗн теорийӗсен вӑрӑм списокне йӗркеленӗ, вӗсем — ӳсен-тӑранпа хурт-кӑпшанкӑ хушшинчи хутшӑнусен эволюциллӗ тата экологиллӗ аталанӑвӗ. Эмпирика тӗпчевӗсем пысӑк пӗлтерӗшлӗ ҫул-йӗр параҫҫӗ (2). Анчах та ҫак ӳсентӑран хӳтӗлевӗн теорийӗсем гипотетика дедуктивлӑ шухӑшлавӗн нормативлӑ ҫулӗпе кайман, унта тӗп прогнозсем анализӑн пӗр шайӗнче пулнӑ (3) тата теори аталанӑвӗн тепӗр циклне малалла тӑсма эксперимент мелӗпе тӗрӗсленӗ (4). Техника енчен ҫитменлӗхсем даннӑйсене уйрӑм метаболита категорийӗсемпе ҫеҫ пухма май параҫҫӗ тата ятарлӑ метаболитсене пур енлӗн тишкерме май памаҫҫӗ, ҫапла вара теори аталанӑвӗшӗн кирлӗ категорисем хушшинчи танлаштарусене тума май ҫук (5). Метаболомикӑн пур енлӗ даннӑйӗсем ҫукки тата тӗрлӗ ӳсентӑран ушкӑнӗсем хушшинчи ылмашӑну уҫлӑхне ӗҫлесе хатӗрлес ӗҫ юхӑмне танлаштармалли пӗрлехи укҫа-тенкӗ ҫукки уй-хирӗн наука енчен ҫитӗнсе ҫитме чӑрмантарать.
Тандемлӑ масс-спектрометри (МС/МС) метаболомикин юлашки аталанӑвӗсем пӗр-пӗр системӑллӑ кладӑн тӗсӗсем хушшинчи тата вӗсем хушшинчи ылмашӑну улшӑнӑвӗсене пур енлӗн палӑртма пултараҫҫӗ, ҫавӑн пекех вӗсене ҫак кӑткӑс хутӑшсен структурӑллӑ пӗрпеклӗхне шутласа кӑларма шутлав меслечӗсемпе пӗрлештерме пулать. Химие малтанах пӗлни (5). Анализпа шутлав ӗҫӗнчи малта пыракан технологисене пӗрлештерни метаболита тӗрлӗлӗхӗн экологи тата эволюци теорийӗсем тунӑ нумай прогнозсене нумай вӑхӑтлӑха тӗрӗслесе пӑхма кирлӗ никӗс туса парать. Шеннон (6) 1948 ҫулта хӑйӗн тӗп статйинче информаци теорине пӗрремӗш хут кӗртнӗ, вӑл информацие математика мелӗпе тишкерме никӗс хывнӑ, ӑна малтанхи хут усӑ курнисӗр пуҫне ытти нумай енӗпе те усӑ курнӑ. Геномикӑра информаци теорине йӗркеллӗ консервативлӑ информацие виҫме ӑнӑҫлӑн усӑ курнӑ (7). Транскриптомика тӗпчевӗнче информаци теорийӗ транскриптомри пӗтӗмӗшле улшӑнусене тишкерет (8). Унчченхи тӗпчевсенче эпир информаци теорийӗн статистика никӗсне ӳсентӑрансен ткань шайӗн ылмашӑну ӑсталӑхне ҫырса кӑтартма метаболомикӑра усӑ куртӑмӑр (9). Кунта эпир MS/MS никӗсӗ ҫинче ӗҫлекен ӗҫ юхӑмне информаци теорийӗн статистика никӗсӗпе пӗрлештеретпӗр, вӑл пӗрлехи валютӑри ылмашӑну тӗрлӗлӗхӗпе палӑрса тӑрать, ҫапла майпа курӑк ҫиекен чӗрчунсем ҫуратакан метаболомӑн ӳсентӑран хӳтӗлевӗн теорийӗн тӗп прогнозӗсене танлаштарать.
Ӳсен-тӑран хӳтӗлевӗн теори никӗсӗсем ытларах чухне пӗр-пӗрне пӗрлештереҫҫӗ тата вӗсене икӗ категорие уйӑрма пулать: ӳсентӑранӑн уйрӑм метаболитӗсен хӳтӗлев функцийӗсем тӑрӑх сарӑлнине ӑнлантарса пама тӑрӑшаканнисем, сӑмахран, оптималлӑ хӳтӗлев (OD) (10), куҫакан тӗллев (MT) (11) ) тата сӑн-сӑпат (12) теорийӗ, ыттисем вара ресурссем пурри мӗнле улшӑннине мӗнле витӗм кӳнине ӑнлантарса пама тӑрӑшаҫҫӗ ӳсентӑран ӳсӗмӗ тата ятарлӑ метаболитсен пухӑнӑвӗ, сӑмахран, углерод: апат-ҫимӗҫ шайлашӑвӗн гипотези (13), ӳсӗм хӑвӑртлӑхӗн гипотези (14 ), ӳсӗмпе дифференциаци шайлашӑвӗн гипотези (15). Теорисен икӗ пуххи анализӑн тӗрлӗ шайӗнче (4). Анчах та ӳсентӑрансен конститутивлӑ тата индуктивлӑ хӳтӗлевӗсем пирки калаҫура функциллӗ шайри хӳтӗлев функцийӗсене явӑҫтаракан икӗ теори хуҫаланать: ОД теорийӗ, вӑл ӳсентӑрансем хӑйсен хаклӑ хими хӳтӗлевӗсене кирлӗ чухне ҫеҫ хываҫҫӗ тесе шутлать, сӑмахран, вӗсене ҫисе янӑ чухне. МТ гипотези ҫакна сӗнет: ҫул-йӗр улшӑнӑвӗн тӗнӗлӗ ҫук, анчах та метаболит ӑнсӑртран улшӑнать, ҫапла вара курӑк ҫиекен чӗрчунсене тапӑнмалли метаболита «куҫӑм тӗллевне» пӳлме май парать. Урӑхла каласан, ҫак икӗ теори курӑк ҫиекен чӗрчунсем тапӑннӑ хыҫҫӑн пулакан ылмашӑну ремоделированийӗ пирки хирӗҫле прогнозсем тӑваҫҫӗ: хӳтӗлев функциллӗ (ОФ) метаболитсен пӗр енлӗ пухӑнӑвӗ тата ҫул-йӗрсӗр ылмашӑну улшӑнӑвӗсем (МТ) хушшинчи ҫыхӑну (11 ).
ОД тата МТ гипотезисем метаболомӑри индуцирланӑ улшӑнусене кӑна мар, ҫав метаболитсен пухӑнӑвӗн экологипе эволюциллӗ ҫивӗчлӗхӗсене те, сӑмахран, уйрӑм экологи хутлӑхӗнче ҫак метаболита улшӑнӑвӗсен адаптивлӑ тӑкакӗсемпе уссине те, явӑҫтараҫҫӗ (16). Икӗ гипотеза та ятарлӑ метаболитсен хӳтӗлев функцине йышӑнаҫҫӗ пулин те, вӗсем хаклӑ пулма та, пулма та пултараймаҫҫӗ, анчах та ОД тата МТ гипотезӑсене уйӑрса тӑракан тӗп прогноз индуцированнӑй метаболита улшӑнӑвӗсен ҫул-йӗрӗнче. ОД теорине прогнозласси халиччен чи нумай эксперименталлӑ тимлӗх уйӑрнӑ. Ҫак тӗрӗслевсем шутне теплицӑсенче тата ҫутҫанталӑк условийӗсенче ятарлӑ хутӑшсен тӗрлӗ тканьӗсен тӳрӗ е тӳрӗ мар хӳтӗлев функцийӗсене, ҫавӑн пекех ӳсентӑран аталанӑвӗн тапхӑрӗнчи улшӑнусене тӗпчесси кӗрет (17-19). Анчах та хальлӗхе, кирек мӗнле организмӑн та ылмашӑну тӗрлӗлӗхне пӗтӗм тӗнчери комплекслӑ тишкермелли ӗҫ юхӑмӗ тата статистика никӗсӗ ҫуккипе, икӗ теори хушшинчи тӗп уйрӑмлӑха (урӑхла каласан, ылмашӑну улшӑнӑвӗсен ҫул-йӗрне) тӗрӗслесе пӑхмалла. Кунта эпир ҫавӑн пек анализ паратпӑр.
Ӳсен-тӑранӑн уйрӑм метаболичӗсен чи пӗлтерӗшлӗ паллисенчен пӗри ​​вӑл — вӗсем пӗр-пӗр ӳсентӑранран пуҫласа популяцисенчен пуҫласа пӗр пек тӗссем таранах пур шайри структурӑллӑ тӗрлӗлӗх (20). Ятарлӑ метаболитсен нумай йышлӑ улшӑнӑвӗсене популяци масштабӗнче сӑнама пулать, ҫав вӑхӑтрах вӑйлӑ пахалӑх уйрӑмлӑхӗсем ытларах чухне тӗс шайӗнче сыхланса юлаҫҫӗ (20). Ҫавӑнпа та ӳсентӑрансен ылмашӑну тӗрлӗлӗхӗ — функциллӗ тӗрлӗлӗхӗн тӗп енӗ, вӑл тӗрлӗ нишӑсене, уйрӑмах ятарлӑ хурт-кӑпшанкӑсемпе ахаль курӑк ҫиекен чӗрчунсем тӗрлӗрен тапӑнма пултаракан нишӑсене, хӑнӑхма пултарнине кӑтартса парать (21). Френкель (22) ӳсентӑрансен уйрӑм метаболичӗсем пурри ҫинчен ҫырнӑ ҫӗнӗлӗхлӗ статьяран пуҫласа тӗрлӗ хурт-кӑпшанкӑпа хутшӑнассине пысӑк суйласа илӳ пусӑмӗсем тесе шутланӑ, ҫав хутшӑнусем эволюци вӑхӑтӗнче ӳсентӑрансене йӗркелесе янӑ тесе шутлаҫҫӗ. Метаболизм ҫулӗ (23). Ятарлӑ метаболитсен тӗрлӗлӗхӗнчи тӗссем хушшинчи уйрӑмлӑхсем курӑк ҫиекен стратегисенчен ӳсентӑрансен конститутивлӑ тата индуктивлӑ хӳтӗлевӗпе ҫыхӑннӑ физиологи шайлашӑвне те кӑтартса пама пултараҫҫӗ, мӗншӗн тесен икӗ тӗс час-часах пӗр-пӗринпе япӑх корреляцире пулаҫҫӗ (24). Яланах лайӑх хӳтӗленӳ тытса тӑни усӑллӑ пулма пултарать пулин те, хӳтӗленӳпе ҫыхӑннӑ вӑхӑтра пулакан ылмашӑну улшӑнӑвӗсем ӳсентӑрансене ытти физиологи инвестицийӗсене паха ресурссем уйӑрма май паракан уҫӑмлӑ усӑ параҫҫӗ (19, 24), симбиоз кирлӗлӗхне сирсе яраҫҫӗ. Коллатераллӑ сиен (25). Унсӑр пуҫне, хурт-кӑпшанкӑ курӑк ҫиекен чӗрчунсем тунӑ ятарлӑ метаболитсен ҫак реорганизацийӗсем популяцире аркатакан пайланӑва илсе пыма пултараҫҫӗ (26), тата популяцире тытса тӑма пултаракан жасмон кислоти (JA) сигналӗнчи пысӑк ҫутҫанталӑк улшӑнӑвӗсене тӳрремӗнех кӑтартма пултараҫҫӗ. Пысӑк тата пӗчӗк JA сигналӗсем — курӑк ҫиекен чӗрчунсенчен хӳтӗленесси тата уйрӑм тӗссемпе тупӑшасси хушшинчи компромисссем (27). Унсӑр пуҫне, эволюци вӑхӑтӗнче ятарлӑ метаболитсен биосинтез ҫулӗсем хӑвӑрт ҫухалаҫҫӗ тата улшӑнаҫҫӗ, ҫакӑ вара ҫывӑх тӑван тӗссем хушшинче ылмашӑну пайланӑвӗн татӑк-кӗсӗкӗ пулса тӑрать (28). Ҫак полиморфизмсене курӑк ҫиекен чӗрчунсен йӗркисем улшӑннине кура хӑвӑрт йӗркелеме пулать (29), апла пулсан, курӑк ҫиекен чӗрчунсен пӗрлӗхӗсен улшӑнӑвӗ ылмашӑну гетерогенлӑхне аталантаракан тӗп фактор пулса тӑрать.
Кунта эпир ятарласа ҫак задачӑсене татса патӑмӑр. (I) Курӑк ҫиекен хурт-кӑпшанкӑ ӳсентӑран метаболомине мӗнле улӑштарать? (ii) Вӑрах вӑхӑтлӑх хӳтӗлев теорийӗн прогнозӗсене тӗрӗслесе пӑхма метаболита пластичлӑхӗн тӗп информаци компоненчӗсем мӗнле? (iii) Ӳсен-тӑран метаболомине тапӑнаканшӑн хӑйне евӗрлӗ майпа ҫӗнӗрен программӑламалла-и, енчен те ҫапла пулсан, ӳсен-тӑран гормонӗ ятарлӑ метаболита хуравне йӗркелес ӗҫре мӗнле вырӑн йышӑнать тата мӗнле метаболитсем хӳтӗлевӗн тӗсӗн уйрӑмлӑхне ӳстерме пулӑшаҫҫӗ? (Iv) Хӳтӗлев теорийӗсенчен нумайӑшӗ тунӑ прогнозсене биологи тканӗсен пур шайӗ тӑрӑх та сарма май пуррипе эпир шалти танлаштаруран тӗссем хушшинчи танлаштарӑва мӗнле ҫыхӑнуллӑ пулнине ыйтрӑмӑр. Ҫак тӗллевпе эпир табак никотинӗн ҫулҫисен метаболомине системаллӑ тӗпчерӗмӗр, вӑл пуян ятарлӑ ылмашӑнулӑ экологи тӗслӗхӗ шутланать, вӑл икӗ тӑван курӑк ҫиекен чӗрчунӑн, Lepidoptera Datura (Ms) (Питӗ агрессивлӑ, ытларах ҫиекен) личинкисене хирӗҫ витӗмлӗ, Solanaceae тата Spodoptera (Storal) ҫулҫи хурчӗсен тӗсӗ «йӑх», Solanaceae тата ытти йӑхсемпе ҫемьесен ытти хуҫисемпе ӳсентӑран апачӗ. Эпир MS/MS метаболоми спектрне анализларӑмӑр тата OD тата MT теорийӗсене танлаштарма информаци теорийӗн статистика дескрипторӗсене кӑлартӑмӑр. Тӗп метаболитсен пӗрпеклӗхне уҫса пама спецификаци карттисем туса хурӑр. Ӳсен-тӑран гормонӗсен сигнализацийӗпе OD индукцийӗ хушшинчи коварианта малалла тишкерме анализ N. nasi тата ҫывӑх тӑванлӑ табак тӗсӗсен тӑван популяцийӗ ҫине куҫнӑ.
Курӑк ҫиекен табакӑн ҫулҫисен метаболомӗн пластичлӑхӗпе структури ҫинчен пӗтӗмӗшле карттӑ ӳкерме эпир ӳсентӑран экстракчӗсенчен пысӑк уйӑрӑмлӑхлӑ даннӑйсене никама пӑхӑнман МС/МС спектрӗсене пур енлӗн пухса деконволюцилеме маларах хатӗрленӗ анализпа шутлав ӗҫ юхӑмӗпе усӑ куртӑмӑр ( 9). Ҫак дифференциациленмен меслет (MS/MS теҫҫӗ) ытлашши мар хутӑш спектрӗсене тума пултарать, вӗсене вара кунта ҫырса кӑтартнӑ пур хутӑш шайӗнчи анализсем валли те усӑ курма пулать. Ҫак деконволюциленӗ ӳсентӑран метаболичӗсем тӗрлӗ йышши пулаҫҫӗ, вӗсем ҫӗршер-пиншер метаболитран тӑраҫҫӗ (кунта 500-1000-с/МС/МС яхӑн). Кунта эпир информаци теорийӗн шайӗнче метаболита пластичлӑхне пӑхса тухатпӑр, метаболомӑн тӗрлӗлӗхне тата профессионализмне метаболита час-часахлӑх пайланӑвӗн Шеннон энтропийӗ тӑрӑх шутласа кӑларатпӑр. Маларах пурнӑҫланӑ формулӑпа (8) усӑ курса эпир метаболомӑн тӗрлӗлӗхне (Hj индикаторӗ), метаболита профилӗн специализацине (δj индикаторӗ) тата пӗр метаболитӑн метаболита спецификине (Si индикаторӗ) виҫме усӑ курма пултаракан кӑтартусен пуххине шутласа кӑлартӑмӑр. Унсӑр пуҫне, эпир курӑк ҫиекен чӗрчунсен метаболом индукцилӗхне виҫме Относительнӑй дистанциллӗ пластичлӑх индексне (RDPI) усӑ куртӑмӑр (1А ӳкерчӗк) (30). Ҫак статистика никӗсӗнче эпир MS/MS спектрне тӗп информаци единици вырӑнне хуратпӑр, MS/MS-ӑн шайлашуллӑ йышлӑхне ҫивӗчлӗх пайланӑвӗн карттине ӗҫлеттеретпӗр, унтан унран метаболомӑн тӗрлӗлӗхне хаклама Шеннон энтропийӗпе усӑ куратпӑр. Метаболомӑн специализацине пӗр МС/МС спектрӗн вӑтам спецификацийӗпе виҫеҫҫӗ. Ҫавӑнпа та курӑк ҫиекен чӗрчунсене индукциленӗ хыҫҫӑн хӑш-пӗр МС/МС класӗсен йышӗ ӳсни спектр индукцилӗхне, РДПИ тата специализацие куҫать, урӑхла каласан, δj индексӗ ӳсет, мӗншӗн тесен ытларах специализациленӗ метаболитсем туса кӑлараҫҫӗ тата пысӑк Si индексӗ туса кӑлараҫҫӗ. Hj тӗрлӗлӗх индексне чакарни е генерациленӗ MS/MS шучӗ чакнине, е профиль ҫивӗчлӗхӗн пайланӑвӗ пӗр пек мар еннелле улшӑннине, ҫав вӑхӑтрах унӑн пӗтӗмӗшле шанчӑксӑрлӑхне чакарнине кӑтартать. Si индексне шутласа кӑларнипе хӑш MS/MS хӑш-пӗр курӑк ҫиекен чӗрчунсем индуцирланине палӑртма пулать, пачах урӑхла, хӑш MS/MS индукцие хирӗҫ ответ памасть, ку вара MT тата OD прогнозне уйӑрса илме тӗп кӑтарту шутланать.
(A) Курӑк ҫиекен (H1-ран пуҫласа Hx таран) MS/MS даннӑйӗсене аталантармалли (RDPI), тӗрлӗлӗх (Hj индексӗ), специализаци (δj индексӗ) тата метаболитсен спецификацийӗ (Si индексӗ) валли усӑ куракан статистика дескрипторӗсем. Специализаци шайӗ ӳсни (δj) вӑтамран курӑк ҫиекен ятарлӑ метаболитсем ытларах пулассине пӗлтерет, тӗрлӗлӗх чакни вара (Hj) метаболитсем туса кӑларасси чакнине е метаболитсем валеҫӳ карттинче пӗр пек мар сарӑлнине пӗлтерет. Si хакӗ метаболит пӗр-пӗр условишӗн уйрӑм пулнине (кунта курӑк ҫиекен) е пачах урӑхла пӗр шайра тытса тӑнине хаклать. (B) Информаци теорийӗн тӗнӗлӗпе усӑ курса хӳтӗлев теорийӗн прогнозӗн концептуаллӑ диаграмми. ОД теорийӗ курӑк ҫиекен чӗрчунсен тапӑнӑвӗ хӳтӗлев метаболичӗсене ӳстерессине, ҫавна май δj ӳстерессине малтанах пӗлтерет. Ҫав вӑхӑтрах Hj чакать, мӗншӗн тесен профиль ылмашӑну информацийӗн шанчӑксӑрлӑхне чакарасси еннелле ҫӗнӗрен йӗркеленет. МТ теорийӗ ҫакна малтанах пӗлтерет: курӑк ҫиекен чӗрчунсем тапӑнни метаболомӑра ҫул-йӗрсӗр улшӑнусем кӳрессе, ҫавна май Hj ӳснине метаболита информацийӗн шанчӑксӑрлӑхӗ ӳснин кӑтартӑвӗ пек ӳстерет тата Si ӑнсӑртлӑ валеҫӗвне кӑларса тӑратать. Эпир ҫавӑн пекех хутӑш модель, чи лайӑх МТ, сӗнтӗмӗр, унта хӳтӗлев хакӗ пысӑкрах хӑш-пӗр метаболитсем уйрӑмах ӳсӗҫ (Si хакӗ пысӑк), ыттисем вара ӑнсӑртлӑ хуравсем кӑтартаҫҫӗ (Si хакӗ пӗчӗкрех).
Информаци теорийӗн дескрипторӗсемпе усӑ курса эпир OD теорине ҫапла ӑнлантарса паратпӑр: курӑк ҫиекен чӗрчунсем ҫуратман конститутивлӑ тӑнӑҫлӑхра ятарлӑ метаболит улшӑнӑвӗсем (i) метаболита спецификине (Si индексӗ) ӳстерме, метаболита спецификине (δj индексне) ӳстерме, хӳтӗленӳ хакӗ пысӑкрах хӑш-пӗр ятарлӑ метаболит ушкӑнӗсен ӳсӗмне тата (ii) индекс тӗрлӗлӗхне чакарма (Hj) илсе пыраҫҫӗ ылмашӑну ҫивӗчлӗхӗн пайланӑвӗ ытларах лептин ӳт-пӳ пайланӑвӗ патне улшӑнни. Пӗр метаболит шайӗнче йӗркеллӗ Si пайланӑвӗ кӗтет, унта метаболит хӑйӗн хӳтӗлев хакне кура Si хакне ӳстерет (1-мӗш ӳкерчӗк, В). Ҫак йӗркепе эпир МТ теорине ӑнлантарса паратпӑр: хумхану (i) метаболитсен ҫул-йӗрсӗр улшӑнӑвӗсем патне илсе пырать, ҫакӑ вара δj индексне чакарать, тата (ii) метаболита шанчӑксӑрлӑхӗ ӳснипе Hj индексӗ ӳсет. Е ӑнсӑртлӑх, ӑна Шеннон энтропийӗпе пӗтӗмлетнӗ тӗрлӗлӗх евӗр виҫме пулать. Метаболизм составӗ пирки калас пулсан, МТ теорийӗ Si ӑнсӑртлӑ пайланӑвне малтанах пӗлтерӗ. Хӑш-пӗр метаболитсем уйрӑм условисенче уйрӑм условисенче пулнине, ытти условисем вара уйрӑм условисенче пулманнине тата вӗсен хӳтӗлев хакӗ тавралӑхран килнине шута илсе эпир хутӑш хӳтӗлев моделӗ те сӗнтӗмӗр, унта δj тата Hj пур еннелле те Si ӳсӗмӗ тӑрӑх иккӗн пайланаҫҫӗ, хӑш-пӗр метаболит ушкӑнӗсем кӑна, вӗсен хӳтӗлев хакӗсем пысӑкрах, уйрӑмах ӳсӗҫ, ытти Si, ытти ӳкерчӗксем вара ӑнсӑртлӑ пайлану пулӗҫ (а ӳкерчӗк 1В).
Информаци теорийӗн дескрипторӗн тӗнӗлӗ ҫинче ҫӗнӗрен палӑртнӑ хӳтӗлев теорийӗн прогнозне тӗрӗслес тӗллевпе эпир Nepenthes pallens ҫулҫисем ҫинче эксперт (Ms) е генералист (Sl) курӑк ҫиекен личинкӑсене ӳстертӗмӗр (2А ӳкерчӗк). МС/МС анализӗпе усӑ курса эпир хурт-кӑпшанкӑна тӑрантарнӑ хыҫҫӑн пухнӑ ҫулҫӑ тканӗн метанол экстракчӗсенчен 599 ытлашши мар МС/МС спектрне (S1 даннӑйсен файлне) илтӗмӗр. RDPI, Hj тата δj индекссемпе усӑ курса MS/MS конфигураци файлисенчи информаци содержанине ҫӗнӗрен конфигурациленине курма май пурри интереслӗ йӗркесене уҫса парать (2-мӗш ӳкерчӗк, В). Пӗтӗмӗшле юхӑм ҫакӑн пек: информаци дескрипторӗ ҫырса кӑтартнӑ пек, хуртсем ҫулҫӑ ҫиме пӑрахман май, мӗнпур ылмашӑну реорганизацийӗн шайӗ вӑхӑт ҫитнӗ май ӳсет: курӑк ҫиекен чӗрчун ҫинӗ хыҫҫӑн 72 сехетрен RDPI палӑрмаллах ӳсет. Сиенленмен контрольпе танлаштарсан, Hj палӑрмаллах чакнӑ, ку вара ылмашӑну профилӗн специализаци шайӗ ӳснипе ҫыхӑннӑ, ӑна δj индекспа виҫнӗ. Ку курӑнакан юхӑм ОД теорийӗн прогнозӗсемпе килӗшсе тӑрать, анчах та МТ теорийӗн тӗп прогнозӗсемпе килӗшсе тӑмасть, мӗншӗн тесен вӑл метаболит шайӗнчи ӑнсӑртлӑ (ҫул-йӗрсӗр) улшӑнусене хӳтӗлев маскировки пек усӑ кураҫҫӗ тесе шутлать (1-мӗш ӳкерчӗк, В). Ҫак икӗ курӑк ҫиекен чӗрчунӑн ҫӑвар секрецийӗн (ОС) элициторӗн содержанийӗ тата апатлану йӑли тӗрлӗрен пулсан та, вӗсене тӳрремӗнех апатлантарни 24 сехет тата 72 сехет хушшинче Hj тата δj ҫул-йӗрӗсенче пӗр пек улшӑнусем кӳнӗ. Пӗртен-пӗр уйрӑмлӑх 72 сехет хушшинче пулнӑ. Ms апатлантарнипе пулаканнипе танлаштарсан, Sl апатланнипе пулакан пӗтӗмӗшле ылмашӑну пысӑкрах пулнӑ.
(A) Экспериментлӑ проект: ахаль сысна (S1) е эксперт (Ms) курӑк ҫиекен чӗрчунсене кӑкшӑм ӳсентӑранӗсен тӑварсӑр ҫулҫисемпе тӑрантараҫҫӗ, ҫав вӑхӑтрах имитациленӗ курӑк ҫиекен чӗрчунсем валли Ms (W + OSMs) OS-не стандартлӑ ҫулҫӑ вырӑнӗсене суранлатма усӑ кураҫҫӗ. S1 (W + OSSl) личинки е шыв (W + W). Контроль (С) — сиенленмен ҫулҫӑ. (B) Ятарлӑ метаболит картти валли шутласа кӑларнӑ индуктивлӑх (RDPI контроль диаграммипе танлаштарсан), тӗрлӗлӗх (Hj индексӗ) тата специализаци (δj индексӗ) индексӗ (599 MS/MS; S1 даннӑйсен файлӗ). Ҫӑлтӑрсем тӳрӗ курӑк ҫиекен чӗрчунсемпе контроль ушкӑнӗ хушшинчи пысӑк уйрӑмлӑхсене кӑтартаҫҫӗ (Студентӑн t-тестӗ мӑшӑрлӑ t-тестпа, *P<0.05 тата ***P<0.001). ns, пӗлтерӗшлӗ мар. (C) курӑк ҫиекенсене имитациленӗ хыҫҫӑн тӗп (кӑвак ещӗк, аминокислота, органика кислоти тата сахӑр; даннӑйсен файлӗ S2) тата ятарлӑ метаболит спектрӗн (хӗрлӗ ещӗк 443 MS/MS; даннӑйсен файлӗ S1) вӑхӑт уйӑрӑлӑвӗн индексӗ. Тӗс йӗрӗ 95% шанӑҫлӑх интервалне пӗлтерет. Ҫӑлтӑр палли сиплевпе контроль хушшинчи пысӑк уйрӑмлӑха кӑтартать [дисперси квадрат анализӗ (ANOVA), унтан Tukey-ӑн тӳрӗ пӗлтерӗшлӗ уйрӑмлӑхӗ (HSD) post hoc нумай танлаштарусем валли, *P<0.05, **P<0.01 тата *** P <0.001]. (D) Сапаланчӑк графиксен тата ятарлӑ метаболит профилӗсен специализацийӗ (тӗрлӗ имҫампа тепӗр хут илнӗ пробӑсем).
Курӑк ҫиекен чӗрчунсем метаболом шайӗнчи улшӑну уйрӑм метаболитсен шайӗнчи улшӑнусенче палӑрнине тӗпчес тесе эпир малтанах курӑк ҫиекен чӗрчунсен резистентлӑхне ҫирӗплетнӗ Nepenthes pallens ҫулҫисенче тӗпченӗ метаболитсем ҫине тимлӗх уйӑртӑмӑр. Фенол амидӗсем — хурт-кӑпшанкӑ курӑк ҫинӗ чухне пухӑнакан гидроксициннамид-полиамин конъюгачӗсем, вӗсем хурт-кӑпшанкӑ ӗҫне чакарни паллӑ (32). Эпир тивӗҫлӗ МС/МС прекурсорӗсене шырарӑмӑр та вӗсен кумулятивлӑ кинетика кукӑрӗсене ӳкертӗмӗр (S1 ӳкерчӗк). Ахальтен мар ӗнтӗ, курӑк ҫиекен чӗрчунсенчен хӳтӗленме тӳрремӗнех хутшӑнман фенол производнӑйӗсем, сӑмахран, хлороген кислоти (CGA) тата рутин, курӑк ҫиекен чӗрчунсем хыҫҫӑн чакса пыраҫҫӗ. Ун вырӑнне курӑк ҫиекен чӗрчунсем фенол амидӗсене питӗ вӑйлӑ тума пултараҫҫӗ. Икӗ курӑк ҫиекен чӗрчуна пӗр чарӑнмасӑр апатлантарни феноламидсен пӗр пек тенӗ пекех хумхану спектрне кӑларса тӑратнӑ, ҫак йӗрке уйрӑмах феноламидсене de novo синтезланӑ чухне палӑрнӑ. Ҫакӑн пек пулӑма 17-гидроксигеранил нонанедиол дитерпен гликозидӗсен (17-HGL-DTGs) ҫулне тӗпченӗ чухне те курма пулать, вӑл курӑк ҫиекенсене хирӗҫле эффективлӑ функциллӗ ацикллӑ дитерпенсен пысӑк йышне туса кӑларать (33), вӗсенчен Ms Feeding with Sl ҫавӑн пек экспрессие пуҫарса янӑ (S1 ӳкерчӗк).
Курӑк ҫиекен чӗрчунсене тӳрремӗнех тӑрантармалли опытсен пулма пултаракан ҫитменлӗхӗ — курӑк ҫиекен чӗрчунсен ҫулҫи ҫиес хӑвӑртлӑхӗпе апатлану вӑхӑчӗ уйрӑм пулни, ҫакӑ вара сурансемпе курӑк ҫиекен чӗрчунсем курӑк ҫиекен чӗрчунсене уйрӑм витӗм кӳнине пӗтерме йывӑрлатать. Индуцированнӑй ҫулҫӑ ылмашӑнӑвӗн курӑк ҫиекен тӗсӗсен спецификине лайӑхрах татса парас тесе эпир Ms тата Sl личинкисене апатлантарассине тин ҫеҫ пухнӑ OS (OSM тата OSS1) ҫулҫӑсен пӗр пек вырӑнӗсен стандартлӑ пункци W ҫине ҫийӗнчех лартса имитацилерӗмӗр. Ҫак процедурӑна W + OS сиплев теҫҫӗ, вӑл индукцие стандартизацилет, мӗншӗн тесен вӑл курӑк ҫиекен чӗрчун ҫуратса янӑ хурав пуҫланнине тӗп-тӗрӗс палӑртать, ҫав вӑхӑтрах ткань ҫухатӑвӗн хӑвӑртлӑхӗпе виҫи уйрӑмлӑхӗсен пӑтрашуллӑ витӗмӗсене кӑларса тӑратмасть (2А ӳкерчӗк) (34). MS/MS анализ тата шутлав конвейерӗпе усӑ курса эпир 443 MS/MS спектр (S1 даннӑйсен файлӗ) илтӗмӗр, вӗсем малтан тӳрӗ ҫитермелли экспериментсенчен пухнӑ спектрсемпе пӗр пек пулнӑ. Ҫак MS/MS даннӑйсен пуххин информаци теорийӗн анализӗ ҫакна кӑтартнӑ: курӑк ҫиекен чӗрчунсене имитацилесе ҫулҫӑ-специализациленӗ метаболомсене ҫӗнӗрен программӑлани OS-спецификлӑ индукцисем кӑтартнӑ (2С ӳкерчӗк). Уйрӑмах, OSS1 сиплевӗпе танлаштарсан, OSM 4 сехет хушшинче метаболомӑн специализацине ӳстерме май панӑ. Ҫакна палӑртмалла: курӑк ҫиекен чӗрчунсене тӳрремӗнех тӑрантаракан эксперимент даннӑйӗсен пуххипе танлаштарсан, икӗ виҫеллӗ уҫлӑхра Hj тата δj координатсемпе усӑ курса кӑтартнӑ ылмашӑну кинетики тата вӑхӑт хушшинче курӑк ҫиекен чӗрчунсене имитациленӗ чухне метаболомӑн специализацийӗн ҫул-йӗрӗ пӗр пек ӳсет (2D ӳкерчӗк). Ҫав вӑхӑтрах эпир аминокислотӑсен, органика кислотисен тата сахӑрсен содержанине шутласа кӑлартӑмӑр (S2 даннӑйсен файлӗ), ҫак тӗллевлӗ ӳсӗм метаболом экспертизине имитациленӗ курӑк ҫиекен чӗрчунсене хирӗҫ тӗп углерод ылмашӑнӑвӗн реконфигурацийӗпе ҫыхӑннӑ-и тесе тӗпчеме ( S2 ӳкерчӗк). Ҫак йӗркене лайӑхрах ӑнлантарса парас тесе эпир маларах сӳтсе явнӑ феноламид тата 17-HGL-DTG ҫулӗсен ылмашӑну пухӑнӑвӗн кинетикине малалла сӑнаса тӑтӑмӑр. Курӑк ҫиекен чӗрчунсен OS-спецификлӑ индукцийӗ феноламидсен ылмашӑнӑвӗнче дифференциаллӑ ҫӗнӗрен йӗркеленӳ йӗркине куҫать (S3 ӳкерчӗк). Кумарин тата кофеоил пайӗсем пур фенол амидӗсене OSS1 ытларах индуцилет, OSMсем вара ферулил конъюгачӗсен ятарлӑ индукцине пуҫарса яраҫҫӗ. 17-HGL-DTG ҫулӗ тӑрӑх анатри малонилировани тата дималонилировани продукчӗсем урлӑ дифференциаллӑ ОС индукцине тупса палӑртнӑ (S3 ӳкерчӗк).
Унтан эпир OS-индуцированнӑй транскриптом пластичлӑхне вӑхӑт тапхӑрӗнчи микрочип даннӑйӗсен пуххипе усӑ курса тӗпчерӗмӗр, вӑл курӑк ҫиекен чӗрчунсен розетка ҫулҫисен ҫулҫисене имҫамлама OSM-семпе усӑ курнине имитацилет. Тӗслӗх илмелли кинетика, тӗпрен илсен, ҫак метаболомика тӗпчевӗнче усӑ курнӑ кинетикӑпа пӗр пек (35). Метаболом реконфигурацийӗпе танлаштарсан, унта ылмашӑну пластичлӑхӗ вӑхӑт хушшинче уйрӑмах ӳсет, эпир Ms индуцирланӑ ҫулҫӑсенче вӑхӑтлӑх транскрипци ҫурӑлӑвӗсене асӑрхатпӑр, унта транскриптом индуктивлӑхӗ (RDPI) тата специализаци (δj) 1 шайӗнче. транскриптом специализацийӗ (S4 ӳкерчӗк). Метаболизм генӗсен ҫемйисем (сӑмахран, P450, гликозилтрансфераза тата BAHD ацилтрансфераза) ҫӳлте асӑннӑ малтанхи пысӑк специализациллӗ модель тӑрӑх пуҫламӑш метаболизмран пулса кайнӑ структурӑллӑ единицӑсенчен ятарлӑ метаболитсем пухмалли процеса хутшӑнаҫҫӗ. Тӗслӗх вырӑнне фенилаланин ҫулне тишкернӗ. Анализ ҫакна ҫирӗплетнӗ: феноламидсен ылмашӑнӑвӗнчи тӗп генсем курӑк ҫиекен чӗрчунсенче, илӗртмен ӳсентӑрансемпе танлаштарсан, ОС-индуцирланӑ, вӗсен экспресси йӗркисем тачӑ ҫыхӑнса тӑраҫҫӗ. Ҫак ҫулӑн ҫӳлти пайӗнчи MYB8 транскрипци факторӗ тата PAL1, PAL2, C4H тата 4CL структура генӗсем транскрипцие малтанхи тапхӑрта пуҫланине кӑтартнӑ. Феноламидӑн юлашки пухӑвӗнче роль вылякан ацилтрансферазӑсем, сӑмахран, AT1, DH29 тата CV86, вӑраха тӑсӑлакан ӳсӗм йӗркине кӑтартаҫҫӗ (S4 ӳкерчӗк). Ҫак сӑнавсем транскриптомӑн специализацине малтанхи тапхӑрта пуҫлани тата каярахпа метаболомикӑн специализацине ӳстерни ҫыхӑнуллӑ режим пулнине кӑтартаҫҫӗ, ҫакӑ хӑватлӑ хӳтӗлев хуравне пуҫарса яракан синхронлӑ регуляторлӑ тытӑмпа ҫыхӑннӑ пулма пултарать.
Ӳсентӑран гормонӗсен сигнализацийӗнчи реконфигураци ӳсентӑрансен физиологине ҫӗнӗрен программӑлама курӑк ҫиекен информацие пӗрлештерекен регуляторлӑ сий пек ӗҫлет. Курӑк ҫиекен чӗрчунсене моделлесе тунӑ хыҫҫӑн эпир ӳсен-тӑран гормонӗсен тӗп категорийӗсен кумулятивлӑ динамикине виҫрӗмӗр тата вӗсем хушшинчи вӑхӑт коэкспрессине куртӑмӑр [Пирсон корреляци коэффициенчӗ (PCC)> 0,4] (3А ӳкерчӗк). Кӗтнӗ пекех, биосинтезпа ҫыхӑннӑ ӳсентӑран гормонӗсем ӳсентӑран гормонӗсен коэкспресси сечӗпе ҫыхӑннӑ. Унсӑр пуҫне, тӗрлӗ сиплевпе пулакан ӳсентӑран гормонӗсене палӑртас тӗллевпе ҫак сеть ҫине ылмашӑну спецификине (Si индексне) карттӑланӑ. Курӑк ҫиекен чӗрчунсен уйрӑм хуравӗн икӗ тӗп енне ӳкернӗ: пӗри ​​— JA кластерӗнче, унта JA (унӑн биологилле активлӑ форми JA-Ile) тата ытти JA производнӑйӗсем чи пысӑк Si баллне кӑтартаҫҫӗ; тепри — этилен (ЭТ). Гиббереллин курӑк ҫиекен чӗрчунсен спецификине вӑтам шайра ҫеҫ ӳстернӗ, ытти ӳсентӑран гормонӗсем вара, сӑмахран, цитокинин, ауксин тата абсциз кислоти, курӑк ҫиекен чӗрчунсемшӗн индукци спецификине пӗчӗк кӑтартнӑ. W + W кӑна усӑ курнипе танлаштарсан, OS приложенийӗ урлӑ JA производнӑйӗсен пик хакне ӳстересси (W + OS) тӗпрен илсен JA-сен вӑйлӑ ятарлӑ кӑтартӑвӗ пулса тӑма пултарать. Кӗтмен ҫӗртен, тӗрлӗ элициторлӑ OSM тата OSS1 JA тата JA-Ile пӗр пек пухӑннине пӗлтереҫҫӗ. OSS1-ран уйрӑлса тӑракан OSM OSM-семпе ятарласа тата вӑйлӑ индуцирланать, OSS1 вара базальнӑй сурансен хуравне вӑйлатмасть (3-мӗш ӳкерчӗк, В).
(А) Коэкспресси сечӗн анализӗ, курӑк ҫиекен чӗрчунсем ӳстернӗ ӳсентӑран гормонӗсен пухӑнӑвӗн кинетикин моделированийӗн PCC шутлавӗ ҫинче никӗсленнӗ. Узел пӗр ӳсентӑран гормонне пӗлтерет, узелӑн пысӑкӑшӗ вара имҫамсем хушшинче ӳсентӑран гормонӗшӗн уйрӑм Si индексне кӑтартать. (B) Ҫулҫӑсенче JA, JA-Ile тата ET пухӑнни тӗрлӗ тӗспе кӑтартнӑ тӗрлӗ имҫампа ҫыхӑннӑ: абрикос, W + OSM; кӑвак, W + OSSl; хура, W + W; сӑрӑ, С (контроль) . Ҫӑлтӑр паллисем сиплевпе контроль хушшинчи пысӑк уйрӑмлӑхсене кӑтартаҫҫӗ (икӗ енлӗ ANOVA хыҫҫӑн Tukey HSD post hoc нумай хутлӑ танлаштару, *** P <0.001). Информаци теорийӗн анализӗ (C)697 MS/MS (даннӑйсен файлӗ S1) JA биосинтезӗнче тата пӑсӑлнӑ сисӗм спектрӗнче (irAOC тата irCOI1) тата (D)585 MS/MS (даннӑйсен файлӗ S1) ETR1-ра пӑсӑлнӑ ET сигналӗпе Икӗ имитациленӗ курӑк ҫиекен имҫамсем ӳсентӑрансен линийӗсене тата транспорт хатӗрӗсене (EV) тытса тӑма пуҫланӑ. Ҫӑлтӑрсем W+OS сиплевӗпе сиенленмен контроль хушшинчи пысӑк уйрӑмлӑхсене кӑтартаҫҫӗ (икӗ енлӗ ANOVA хыҫҫӑн Tukey HSD post hoc нумай хутлӑ танлаштару, *P<0.05, **P<0.01 тата ***P<0.001). (Е) Специализацие хирӗҫ тӑракан сапаланчӑк графиксем. Тӗссем тӗрлӗ генетика тӗлӗшӗнчен улӑштарнӑ штаммсене кӑтартаҫҫӗ; символсем тӗрлӗ сиплев мелӗсене кӑтартаҫҫӗ: виҫкӗтеслӗх, W + OSS1; тӳркӗтеслӗх, W + OSM; ҫаврашка C
Унтан эпир JA тата ET биосинтезӗн (irAOC тата irACO) тата ӑнланӑвӑн (irCOI1 тата sETR1) тӗп тапхӑрӗсенче ҫак икӗ ӳсентӑран гормонӗн курӑк ҫиекен чӗрчунсен ылмашӑвне тишкерме генетика тӗлӗшӗнчен улӑштарнӑ штаммпа (irCOI1 тата sETR1) усӑ куратпӑр. Унчченхи экспериментсемпе килӗшӳллӗн эпир пушӑ несущий (EV) ӳсентӑрансенче курӑк ҫиекен-OS индукцине ҫирӗплетрӗмӗр (3-мӗш ӳкерчӗк, C-ран D таран) тата OSM-па пулакан Hj индексӗн пӗтӗмӗшле чакӑвне, δj индексӗ вара ӳснине. Хурав OSS1 пуҫарса янӑ хуравран ытларах палӑрать. Икӗ йӗрлӗ график, унта Hj тата δj координатӑсем вырӑнне усӑ курнӑ, уйрӑм дерегуляцие кӑтартнӑ (3Е ӳкерчӗк). Чи паллӑ юхӑм вӑл — JA сигналӗ ҫук штаммсенче курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан метаболом тӗрлӗлӗхӗпе специализаци улшӑнӑвӗсем пӗтӗмпе тенӗ пекех пӗтеҫҫӗ (3С ӳкерчӗк). Унпа танлаштарсан, sETR1 ӳсентӑрансенчи шӑппӑн ET йышӑнӑвӗ, курӑк ҫиекен чӗрчунсен ылмашӑнӑвӗн улшӑнӑвӗсем ҫине пӗтӗмӗшле витӗм кӳни JA сигнализацийӗнчен чылай пӗчӗкрех пулин те, OSM тата OSS1 хумханӑвӗсем хушшинчи Hj тата δj индексӗсен уйрӑмлӑхне чакарать (3D тата S5 ӳкерчӗксем). . Ку вӑл JA сигнал трансдукцийӗн тӗп функцийӗсӗр пуҫне ET сигнал трансдукцийӗ курӑк ҫиекен чӗрчунсен тӗрлӗ тӗсӗн метаболита хуравне лайӑхлатасси пулса тӑнине кӑтартать. Ҫак лайӑхлатмалли функципе килӗшӳллӗн, sETR1 ӳсентӑрансен пӗтӗмӗшле метаболом индукцилӗхӗнче нимӗнле улшӑну та пулман. Тепӗр енчен, sETR1 ӳсентӑрансемпе танлаштарсан, irACO ӳсентӑрансем курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан ылмашӑну улшӑнӑвӗсен пӗтӗмӗшле амплитудисене пӗр пек илсе килнӗ, анчах та OSM тата OSS1 чӗнӗвӗсем хушшинче Hj тата δj балӗсем палӑрмаллах уйрӑлса тӑнӑ (S5 ӳкерчӗк).
Курӑк ҫиекен чӗрчунсен тӗсӗсене уйрӑм хуравлама пысӑк тӳпе хывакан ​​ятарлӑ метаболитсене тупса палӑртас тата вӗсене ЭТ сигналӗсем урлӑ туса кӑларассине лайӑхлатас тӗллевпе эпир маларах хатӗрленӗ структурӑллӑ МС/МС меслечӗпе усӑ куртӑмӑр. Ку меслет MS/MS фрагменчӗсенчен [нормализациленӗ точка продукчӗ (NDP)] тата нейтраллӑ ҫухату (NL) ҫинче никӗсленнӗ пӗрпеклӗх балӗнчен ылмашӑну ҫемйине ҫӗнӗрен палӑртма би-кластеризаци меслечӗпе усӑ курать. ET трансгенлӑ йӗрсене тишкерсе тунӑ MS/MS даннӑйсен пуххи 585 MS/MS (S1 даннӑйсен файлӗ) туса кӑларнӑ, ӑна вӗсене ҫичӗ тӗп MS/MS модульне (M) ушкӑнласа татса панӑ (4А ӳкерчӗк). Ҫак модульсенчен хӑшӗ-пӗрисем малтанах палӑртнӑ ятарлӑ метаболитсемпе ҫӑра: сӑмахран, М1, М2, М3, М4 тата М7 тӗрлӗ фенол производнӑйӗсемпе (М1), флавоноид гликозидӗсемпе (М2), ацил сахӑрӗсемпе (М3 тата М4) тата 17-HGL-DTG (М7) пуян. Унсӑр пуҫне, кашни модульти пӗр метаболитӑн метаболита уйрӑм информацине (Si индексне) шутласа кӑлараҫҫӗ, унӑн Si пайланӑвне интуитивлӑ майпа курма пулать. Кӗскен каласан, пысӑк курӑк ҫиекен тата генотип спецификине кӑтартакан MS/MS спектрӗсем пысӑк Si хакӗсемпе палӑраҫҫӗ, куртоз статистики вара сылтӑм хӳре кӗтессинче ҫӑм сарӑлнине кӑтартать. Ҫакӑн пек типӗ коллоид пайланӑвӗнчен пӗрне М1-ре тупса палӑртнӑ, унта фенол амидӗ чи пысӑк Si фракцине кӑтартнӑ (4-мӗш ӳкерчӗк, В). М7-ри маларах асӑннӑ курӑк ҫиекен индуцирланӑ 17-HGL-DTG вӑтам Si балне кӑтартнӑ, ку вара икӗ ОС тӗсӗ хушшинчи дифференциаллӑ регуляцин вӑтам шайне кӑтартать. Унпа танлаштарсан, ытларах конститутивлӑ майпа туса кӑларнӑ ятарлӑ метаболитсем, сӑмахран, рутин, CGA тата ацил сахӑрӗсем, чи пӗчӗк Si балӗсен шутне кӗреҫҫӗ. Ятарлӑ метаболитсем хушшинчи структура кӑткӑслӑхне тата Si пайланӑвне лайӑхрах тӗпчес тӗллевпе кашни модуль валли молекулярлӑ сеть тунӑ (4-мӗш ӳкерчӗк, В). ОД теорийӗн пӗлтерӗшлӗ прогнозӗ (1В ӳкерчӗкре пӗтӗмлетнӗ) вӑл — курӑк ҫинӗ хыҫҫӑн ятарлӑ метаболитсене ҫӗнӗрен йӗркелени пысӑк хӳтӗлев хакӗллӗ метаболитсен пӗр енлӗ улшӑнӑвӗсем патне илсе пымалла, уйрӑмах вӗсен спецификине ӳстерсе (ӑнсӑртлӑ валеҫӳпе танлаштарсан) Режим) МТ теорийӗпе прогнозланӑ хӳтӗлев метаболичӗ. М1-ре пухӑннӑ фенол производнӑйӗсенчен ытларахӑшӗ хурт-кӑпшанкӑ ӗҫӗ чакнипе ҫыхӑннӑ (32). сехет хушшинче EV контроль ӳсентӑранӗсен индуцированнӑй ҫулҫисемпе составной ҫулҫисем хушшинчи M1 метаболитсенчи Si хакӗсене танлаштарнӑ чухне эпир курӑк ҫиекен хурт-кӑпшанкӑ хыҫҫӑн нумай метаболитсен метаболита специфики палӑрмаллах ӳссе пынине асӑрхарӑмӑр (4С ӳкерчӗк). Si хакӗн уйрӑм ӳсӗмне хӳтӗлев феноламидӗсенче кӑна тупса палӑртнӑ, анчах та ҫак модульте пӗрле пурӑнакан ытти фенолсемпе паллӑ мар метаболитсенче Si хакӗн ӳсӗмне тупса палӑртман. Ку вӑл — ятарлӑ модель, вӑл ОД теорийӗпе ҫыхӑннӑ. Курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан ылмашӑну улшӑнӑвӗсен тӗп прогнозӗсем пӗр пек. Феноламид спектрӗн ҫак уйрӑмлӑхне OS-спецификлӑ ET витӗм кӳнине тӗрӗслес тӗллевпе эпир Si метаболит индексне ӳкертӗмӗр те EV тата sETR1 генотипӗсенче OSM тата OSS1 хушшинчи дифференциаллӑ экспресси хакне кӑларса тӑратрӑмӑр (4D ӳкерчӗк). sETR1-ре OSM тата OSS1 хушшинчи фенамидпа пулакан уйрӑмлӑх чылай чакнӑ. Би-кластеризаци меслечӗпе ҫавӑн пекех JA-регулируемӑй метаболита специализацийӗпе ҫыхӑннӑ тӗп MS/MS модулӗсене палӑртма JA ҫителӗксӗр штаммсенче пухнӑ MS/MS даннӑйӗсемпе те усӑ курнӑ (S6 ӳкерчӗк).
(А) 585 МС/МС кластеризаци результачӗсем пайланӑ фрагмент (NDP пӗрпеклӗхӗ) тата пайланӑ нейтраллӑ ҫухату (NL пӗрпеклӗхӗ) ҫинче никӗсленнӗ, ҫавӑнпа та модуль (M) паллӑ хутӑшсен ҫемйипе е паллӑ мар е япӑх ылмашӑннӑ Метаболит составӗпе килӗшсе тӑрать. Кашни модуль ҫумӗнчех метаболит (MS/MS) уйрӑм (Si) пайланӑвне кӑтартнӑ. (B) Модульлӗ молекулярлӑ сеть: узелсем MS/MS тата хӗррисене, NDP (хӗрлӗ) тата NL (кӑвак) MS/MS балӗсене (чикӗ,> 0,6) кӑтартаҫҫӗ. Модуль тӑрӑх тӗсленӗ (сулахайра) тата молекулӑллӑ сетьпе (сылтӑмра) карттӑланӑ метаболитсен спецификаци индексне (Si). (C) 24 сехет хушшинче конститутивлӑ (контроль) тата индуцирланӑ (имуляциленӗ курӑк ҫиекен) EV ӳсентӑранӗн M1 модулӗ: молекулярлӑ сеть диаграмми (Si хакӗ — узел калӑпӑшӗ, хӳтӗлев феноламидӗ кӑвак тӗспе палӑртнӑ). (D) sETR1 спектр йӗрӗн M1 молекулярлӑ сеть диаграмми, унта EV тата ET ӑнланӑвӗ пӑсӑлнӑ: симӗс ҫаврашка узелӗпе кӑтартнӑ фенол хутӑшӗ, тата W + OSM тата W + OSS1 имҫамӗсем хушшинчи пӗлтерӗшлӗ уйрӑмлӑх (P хакӗ) узел калӑпӑшӗ пек. CP, N-кафеоил-тирозин; CS, N-кафеоил-спермидин; FP, N-ферул кислоти эфир-мочевой кислота; FS, N-ферулил-спермидин; CoP, N', N «-Кумаролил-тирозин; DCS, N', N»-дикафеоил-спермидин; CFS, N', N”-кафеоил, ферулоил-спермидин; Lycium barbarum in wolfberry Son; Nick. O-AS, O-ацил сахӑр.
Эпир малалла анализа пӗр ҫемҫетнӗ Nepenthes генотипӗнчен пуҫласа ҫутҫанталӑк популяцийӗсем патне ҫитичченех тӑсрӑмӑр, унта ҫутҫанталӑк популяцийӗсенче курӑк ҫиекен JA шайӗнчи тата ятарлӑ метаболит шайӗнчи вӑйлӑ тӗрлӗ тӗслӗ улшӑнусем ҫинчен маларах ҫырса кӑтартнӑччӗ (26). Ҫак даннӑйсен пуххипе 43 зародыш плазмине ҫавӑрса илме усӑ курӑр. Ҫак гермплазмӑсем N. pallens йышши ӳсентӑрансен 123 тӗсӗнчен тӑраҫҫӗ. Ҫак ӳсентӑрансене Юта, Невада, Аризона тата Калифорни штачӗсенчи тӗрлӗ ҫӗршывсенче пухнӑ вӑрлӑхсенчен илнӗ (S7 ӳкерчӗк), эпир метаболом тӗрлӗлӗхне (кунта популяци шайӗ теҫҫӗ) β тӗрлӗлӗхне) тата OSM ҫуратакан специализацие шутласа кӑлартӑмӑр. Унчченхи тӗпчевсемпе килӗшӳллӗн эпир Hj тата δj тӗнӗлӗсем тӑрӑх ылмашӑну улшӑнӑвӗсен анлӑ диапазонне асӑрхарӑмӑр, ҫакӑ вара гермплазмӑсен курӑк ҫиекен чӗрчунсем ҫине ылмашӑну хуравӗсен пластичлӑхӗнче пысӑк уйрӑмлӑхсем пуррине кӑтартать (S7 ӳкерчӗк). Ку организаци курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан JAs улшӑнӑвӗсен динамика диапазонӗ ҫинчен малтанхи сӑнавсене аса илтерет, пӗр популяцире питӗ пысӑк хака тытса тӑнӑ (26, 36). Hj тата δj хушшинчи пӗтӗмӗшле шайри корреляцие тӗрӗслес тесе JA тата JA-Ile меслечӗпе усӑ курса эпир JA тата метаболомӑн β тӗрлӗлӗхӗпе специализаци индексӗ хушшинче пысӑк лайӑх корреляци пуррине тупрӑмӑр (S7 ӳкерчӗк). Ҫакӑ ҫакна пӗлтерет: популяци шайӗнче тупса палӑртнӑ JAs индукцийӗнчи курӑк ҫиекен чӗрчунсем ҫуратакан гетерогенлӑх хурт-кӑпшанкӑ курӑк ҫиекен чӗрчунсенчен суйласа илнипе пулакан тӗп метаболита полиморфизмӗсемпе ҫыхӑннӑ пулма пултарать.
Унчченхи тӗпчевсем кӑтартнӑ тӑрӑх, табак тӗсӗсем тӗсӗпе тата индуцированнӑй тата конститутивлӑ ылмашӑну хӳтӗлевӗнчен ҫыхӑнуллӑ зависимлӑхпа питӗ уйрӑлса тӑраҫҫӗ. Курӑк ҫиекен чӗрчунсене хирӗҫле сигнал трансдукцийӗн тата хӳтӗленӳ пултарулӑхӗн ҫак улшӑнӑвӗсем хурт-кӑпшанкӑ популяцийӗн пусӑмӗпе, ӳсентӑран пурнӑҫ циклӗпе тата ҫав тӗс ӳсекен нишӑра хӳтӗленӳ продукцийӗн тӑкакӗсемпе йӗркеленеҫҫӗ тесе шутлаҫҫӗ. Эпир Ҫурҫӗр тата Кӑнтӑр Америкӑра пурӑнакан ултӑ Nicotiana тӗсӗн курӑк ҫиекен чӗрчунӗсем ҫулҫӑ метаболомӗн ҫӗнетӗвӗн пӗр пеклӗхне тӗпчерӗмӗр. Ҫак тӗссем Ҫурҫӗр Америкӑри Непентесемпе, урӑхла каласан, Николас Боцифлопа, ҫывӑх тӑванлӑ. Ла, Н. никотинис, Никотиана н. ҫемҫетнӗ курӑк, Nicotiana tabacum, линейнӑй табак, табак (Nicotiana spegazzinii) тата табак ҫулҫи табакӗ (Nicotiana obtusifolia) (5А ӳкерчӗк) (37). Ҫак тӗссенчен улттӑшӗ, ҫав шутра лайӑх палӑртнӑ тӗс N. please, — петуни ушкӑнӗнчи пӗр ҫул ӳсекен ӳсентӑрансем, obtusifolia N. вара — Trigonophyllae ушкӑнӗнчи нумай ҫул ӳсекен ӳсентӑрансем (38). Кайран ҫак ҫичӗ тӗс ҫинче W + W, W + OSM тата W + OSS1 индукцине туса хурт-кӑпшанкӑ апатланӑвӗн тӗс шайӗнчи ылмашӑну ҫӗнӗрен йӗркеленӗвӗсене тӗпченӗ.
(А) Ҫичӗ ҫывӑх тӑванлӑ Nicotiana тӗсӗн (тӗрлӗ тӗслӗ) (37) чи пысӑк шанчӑклӑх [ядерлӑ глутамин синтезӗ валли (38)] тата географи пайланӑвӗ ҫинче никӗсленнӗ бутстрап филогенетика йывӑҫҫи. (B) Ҫичӗ Nicotiana тӗсӗн ылмашӑну профилӗсем валли ятарлӑ тӗрлӗлӗхӗн сапаланчӑк графикӗ (939 MS/MS; S1 даннӑйсен файлӗ). Тӗс шайӗнче метаболом тӗрлӗлӗхӗ специализаци шайӗпе япӑх ҫыхӑннӑ. Метаболизм тӗрлӗлӗхӗпе специализаци тата JA пухӑнӑвӗ хушшинчи тӗс шайӗнчи корреляцие тишкернине 2-мӗш ӳкерчӗкре кӑтартнӑ. S9. Тӗс, тӗрлӗ тӗс; виҫкӗтеслӗх, W + OSS1; тӳркӗтеслӗх, W + OSM; (C) Nicotiana JA тата JA-Ile динамикисене OS хумхану амплитудине кура йӗркеленӗ (икӗ енлӗ ANOVA тата Tukey HSD нумай хутлӑ танлаштару хыҫҫӑн, * P <0,05, ** P <0,01 тата * ** W + OS тата W + W танлаштарӑвӗшӗн, P <0,001). Курӑк ҫиекен тата метил JA (MeJA) имитацийӗ хыҫҫӑн кашни тӗсӗн (D) тӗрлӗлӗхӗпе (E) специализацийӗн ещӗк графикӗ. Ҫӑлтӑр W + OS тата W + W е ланолин плюс W (Lan + W) е Lan плюс MeJA (Lan + MeJa) тата Lan контроль хушшинчи пысӑк уйрӑмлӑха кӑтартать (дисперси анализӗн икӗ енлӗ анализӗ, унтан Tukey's HSD post hoc нумай хутлӑ танлаштарӑвӗ , *P<0.05, **P<0.01 тата ***P<0.001).
Икӗ кластерлӑ меслетпе усӑ курса эпир 939 MS/MS (S1 даннӑйсен файлӗ) 9 модульне тупса палӑртрӑмӑр. Тӗрлӗ имҫампа ҫӗнӗрен йӗркеленӗ МС/МС составӗ тӗрлӗ модульсем хушшинче тӗрлӗ тӗссем хушшинче питӗ тӗрлӗрен пулать (S8 ӳкерчӗк). Hj (кунта ӑна тӗс шайӗнчи γ-тӗрлӗлӗх теҫҫӗ) тата δj ҫине пӑхсан, тӗрлӗ тӗссем ылмашӑну уҫлӑхӗнче питӗ тӗрлӗ ушкӑнсене пухӑннине курма пулать, унта тӗс шайӗнчи пайлану ытларах чухне хумхануран ытларах палӑрать. N. linear тата N. obliquusсӑр пуҫне, вӗсем индукци эффектӗсен анлӑ динамика диапазонне кӑтартаҫҫӗ (5-мӗш ӳкерчӗк, В). Унпа танлаштарсан, N. purpurea тата N. obtusifolia пек тӗссен сиплев ҫине сахалрах палӑракан ылмашӑну хуравӗ пур, анчах та метаболомӗ тӗрлӗ енлӗрех. Индуцированнӑй ылмашӑну хуравӗн тӗссем тӑрӑх пайланӑвӗ специализаципе гамма тӗрлӗлӗхӗ хушшинчи пысӑк отрицательнӑй корреляцие кӑтартнӑ (PCC = -0,46, P = 4,9×10-8). OS-индуцированнӑй улшӑнусем JAs шайӗнче метаболом специализацийӗпе лайӑх ҫыхӑннӑ, кашни тӗс кӑтартнӑ метаболизм гамма тӗрлӗлӗхӗпе вара япӑх ҫыхӑннӑ (5B тата S9 ӳкерчӗксем). Ҫакна та палӑртмалла: 5С ӳкерчӗкре «сигнал хуравӗ» тесе калакан тӗссем, сӑмахран, Nepenthes нематодӑсем, Nepenthes nepenthes, Nepenthes acute тата Nepenthes attenuated, 30 минутра пысӑк паллӑсем кӑтартнӑ. Юлашки вӑхӑтра OS-спецификлӑ JA тата JA-Ile сарӑлнисем, ҫав вӑхӑтрах «сигнал ҫине хуравламан» ытти бактерисем, сӑмахран, Nepenthes mills, Nepenthes powdery тата N. obtusifolia, JA-Ile Edge индукцине нимӗнле OS спецификисӗр кӑна кӑтартаҫҫӗ (5С ӳкерчӗк). Метаболизм шайӗнче, ҫӳлте асӑннӑ пек, ҫемҫетнӗ Непентсемшӗн сигнал ҫине хуравлакан япаласем OS спецификине кӑтартнӑ тата δj палӑрмаллах ӳснӗ, ҫав вӑхӑтрах Hj чакнӑ. Ҫак OS-спецификлӑ прайминг эффектне сигнал реакциллӗ мар тӗссем тесе классификациленӗ тӗссенче тупса палӑртман (5-мӗш ӳкерчӗк, D тата E). OS-спецификӑллӑ метаболитсем сигнал ҫине хуравлакан тӗссем хушшинче ытларах пайланаҫҫӗ, ҫак сигнал кластерӗсем вара сигнал хуравӗсем вӑйсӑртарах тӗссемпе пӗрлешсе тӑраҫҫӗ, сигнал хуравӗсем вӑйсӑртарах тӗссем вара пӗр-пӗринчен сахалрах килеҫҫӗ (S8 ӳкерчӗк). Ку результат ҫакна кӑтартать: JA-сен OS-спецификлӑ индукцийӗ тата OS-спецификлӑ анатри метаболомӑн реконфигурацийӗ тӗс шайӗнче ҫыхӑннӑ.
Унтан эпир ӳсентӑрансене имҫамлама метил JA (MeJA) хушнӑ ланолин пастипе усӑ куртӑмӑр, ҫак ҫыхӑну мелӗсем ӳсентӑрансен цитоплазминче пулакан экзогенлӑ JA пуррипе ҫыхӑнманнине тӗпчерӗмӗр. Хӑвӑрт деэстерификаци — JA. Эпир сигнал ҫине хуравлакан тӗссенчен сигнал ҫине хуравламан тӗссем патне майӗпен улшӑннин ҫавӑн пекех юхӑмне тупрӑмӑр, ҫакна JA ҫине тӑтӑшах тивӗҫтернипе пулаҫҫӗ (5-мӗш ӳкерчӗк, D тата E). Кӗскен каласан, MeJA имҫамӗ линейнӑй нематодӑсен, N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens тата N. mikimotoi метаболомӗсене вӑйлӑн ҫӗнӗрен программӑланӑ, ҫавна май δj палӑрмаллах ӳснӗ, Hj чакнӑ. N. purpurea δj ӳснине кӑна кӑтартнӑ, анчах Hj мар. N. obtusifolia, унччен питӗ пӗчӗк шайри JAs пухнине кӑтартнӑскер, метаболомӑн реконфигурацийӗ тӗлӗшӗнчен те MeJA сиплевне япӑх хуравлать. Ҫак кӑтартусем сигнал ҫине хуравламан тӗссенче JA туса кӑларасси е сигнал трансдукцийӗ физиологи тӗлӗшӗнчен чикӗленнине кӑтартаҫҫӗ. Ҫак гипотезӑна тӗрӗслес тесе эпир W + W, W + OSMs тата W + OSS1 транскриптомпа индуцирланӑ тӑватӑ тӗсе (N. pallens, N. mills, N. pink тата N. microphylla) тӗпчерӗмӗр (39). Метаболомӑн ремоделировани йӗркипе килӗшӳллӗн, тӗссем транскриптом уҫлӑхӗнче лайӑх уйрӑлса тӑраҫҫӗ, вӗсен хушшинче N. attenuated чи пысӑк OS-индуцированнӑй RDPI кӑтартнӑ, N. gracilis вара чи пӗчӗкки пулнӑ (6А ӳкерчӗк). Анчах та N. oblonga индуцирланӑ транскриптом тӗрлӗлӗхӗ тӑватӑ тӗс хушшинче чи пӗчӗкки пулнине тупса палӑртнӑ, N. oblonga метабономиллӗ тӗрлӗлӗхӗ чи пысӑкки пулнӑ, ӑна унччен ҫичӗ тӗсре кӑтартнӑ. Унчченхи тӗпчевсем кӑтартнӑ тӑрӑх, малтанхи хӳтӗлев сигналӗсемпе ҫыхӑннӑ генсен пуххи, ҫав шутра JA сигналӗсем те, Nicotiana тӗсӗсенче курӑк ҫиекен чӗрчунсемпе ҫыхӑннӑ элициторсем ҫуратакан малтанхи хӳтӗлев хуравӗсен спецификине ӑнлантарса парать (39). Ҫак тӑватӑ тӗс хушшинчи JA сигнал ҫулӗсене танлаштарсан, интереслӗ йӗрке палӑрчӗ (6-мӗш ӳкерчӗк, В). Ҫак ҫул ҫинчи генсенчен ытларахӑшӗ, сӑмахран, AOC, OPR3, ACX тата COI1, ҫак тӑватӑ тӗсре индукци шайӗ пысӑк пулнине кӑтартнӑ. Анчах та тӗп ген, JAR4, JA-на хӑйӗн биологилле активлӑ JA-Ile пухӑннӑ транскрипчӗсен формине куҫарать, унӑн транскрипци шайӗ вара питӗ пӗчӗк, уйрӑмах N. mills, Nepenthes pieris тата N. microphylla. Унсӑр пуҫне, N. bifidum-ра тепӗр AOS генӑн транскриптне ҫеҫ тупса палӑртман. Ген экспрессийӗнчи ҫак улшӑнусем сигнал анергиллӗ тӗссенче JA сахал туса кӑларнипе тата N. gracilis индукцийӗпе пулакан экстремаллӑ фенотипсемшӗн яваплӑ пулма пултараҫҫӗ.
(А) Курӑк ҫиекен индукци хыҫҫӑн 30 минутран илнӗ тӑватӑ ҫывӑх тӑванлӑ табак тӗсӗн малтанхи транскрипци хуравӗсене ҫӗнӗрен программӑламалли информаци теорийӗн анализӗ. RDPI-на курӑк ҫиекен OS ҫуратнӑ ҫулҫӑсене суран контролӗпе танлаштарса шутлаҫҫӗ. Тӗссем тӗрлӗ тӗссене кӑтартаҫҫӗ, символсем вара тӗрлӗ сиплев мелӗсене кӑтартаҫҫӗ. (B) Тӑватӑ тӗс хушшинче JA сигнал ҫулӗсенчи ген экспрессине тишкерни. Ансатлатнӑ JA ҫулне ещӗк графикӗпе юнашар кӑтартнӑ. Тӗрлӗ тӗссем тӗрлӗ тирпейлемелли меслетсене кӑтартаҫҫӗ. Ҫӑлтӑр палли W + OS сиплевӗпе W + W контроль хушшинче пысӑк уйрӑмлӑх пуррине кӑтартать (мӑшӑрлӑ уйрӑмлӑхсемшӗн Студентӑн t-тестӗ валли, *P<0,05, **P<0,01 тата ***P<0,001). ОПДА, 12-оксофитодиеновая кислота; OPC-8: 0,3-оксо-2(2′(Z)-пентенил)-циклопентан-1-октан кислоти.
Юлашки пайра эпир тӗрлӗ ӳсентӑран тӗсӗсен метаболомине хурт-кӑпшанкӑ тӗсӗсем тӑрӑх ҫӗнетни курӑк ҫиекен чӗрчунсене мӗнле чӑтса тӑма пултарнине тӗпчерӗмӗр. Унчченхи тӗпчевсем Nicotiana йӑхне палӑртнӑ. Вӗсен Ms тата личинкӑсене хирӗҫ тӑрасси питӗ уйрӑлса тӑрать (40). Кунта эпир ҫак модельпе вӗсен ылмашӑну пластичлӑхӗ хушшинчи ҫыхӑнӑва тӗпчерӗмӗр. Ҫак тӑватӑ табак тӗсӗпе усӑ курса, курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан метаболомӑн тӗрлӗлӗхӗпе специализацийӗпе ӳсентӑрансен Ms тата Sl хирӗҫ тӑрасси хушшинчи ҫыхӑнӑва тӗрӗслесе, эпир пӗтӗмӗшле Sl All хирӗҫ тӑрасси, тӗрлӗлӗхӗ тата специализацийӗ лайӑх корреляциллӗ пулнине тупрӑмӑр, ҫав вӑхӑтрах эксперт хӗрарӑмӗсене хирӗҫ тӑрассипе специализаци хушшинчи ҫыхӑну вӑйсӑр, тӗрлӗлӗх Sl-па ҫыхӑну пӗлтерӗшлӗ мар (10-мӗш ӳкерчӗк). S1 резистентлӑхне илес пулсан, ҫемҫетнӗ N. chinensis тата N. gracilis иккӗшӗ те, вӗсем маларах JA сигнал трансдукцийӗн шайне те, метаболом пластичлӑхне те кӑтартнӑ, курӑк ҫиекен чӗрчунсен индукцийӗ ҫине питӗ тӗрлӗрен хуравланӑ, вӗсем те ҫавӑн пекех пысӑк резистентлӑх кӑтартнӑ. Секс.
Юлашки утмӑл ҫул хушшинче ӳсентӑран хӳтӗлевӗн теорийӗ теори никӗсӗ пулса тӑчӗ, ун тӑрӑх тӗпчевҫӗсем ӳсентӑрансен ятарлӑ метаболичӗсен эволюцийӗпе функцийӗсен чылай йышне малтанах пӗлтернӗ. Ҫак теорисенчен нумайӑшӗ ҫирӗп пӗтӗмлетӳсен йӗркеллӗ йӗркине пӑхӑнмаҫҫӗ (41). Вӗсем анализӑн пӗр шайӗнчех тӗп прогнозсем (3) сӗнеҫҫӗ. Тӗп прогнозсене тӗрӗслени ятарлӑ теорисене тишкерме май парать пулсан, ҫакӑ уй-хир малалла куҫать. Тӗревлӗ пулӑр, анчах ыттисене сирсе ярӑр (42). Ун вырӑнне ҫӗнӗ теори анализӑн тӗрлӗ шайӗнче прогнозсем тӑвать тата сӑнлавлӑ шухӑшсен ҫӗнӗ сийӗ хушать (42). Анчах та функци шайӗнче сӗннӗ икӗ теорие, МТ тата ОД, курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан ятарлӑ ылмашӑну улшӑнӑвӗсен пӗлтерӗшлӗ прогнозӗсем тесе ҫӑмӑллӑнах ӑнлантарса пама пулать: ОД теорийӗ ятарлӑ ылмашӑну «уҫлӑхӗнчи» улшӑнусем питӗ ҫул-йӗрлӗ тесе шутлать. МТ теорийӗ ҫак улшӑнусем ҫул-йӗрсӗр тата ылмашӑну уҫлӑхӗнче ӑнсӑртран вырнаҫнӑ тесе шутлать, вӗсен хӳтӗлев хакӗ пысӑк метаболитсем пулма юратаҫҫӗ. OD тата MT прогнозӗсене малтанхи тӗрӗслевсене априори «хӳтӗлев» хутӑшӗсен ансӑр пуххипе усӑ курса тӗрӗсленӗ. Ҫак метаболит центрӗнчи тӗрӗслевсем курӑк ҫиекен чухне метаболомӑн ҫӗнӗрен йӗркеленӗвӗн шайне тата траекторине тишкерме май памаҫҫӗ, ҫавӑн пекех ҫирӗп статистика никӗсӗнче тӗрӗслев тума май памаҫҫӗ, ҫавӑнпа та ӳсентӑрансен метаболомӗнчи улшӑнусене пӗтӗмӗшле шута илме май пур тӗп прогнозсене ыйтма май ҫук. Кунта эпир шутлав МС ҫинче никӗсленнӗ метаболомикӑри инновациллӗ технологипе усӑ куртӑмӑр тата информаци теорийӗн дескрипторӗсен пӗтӗмӗшле валютинче деконволюциллӗ МС анализне туса пӑхрӑмӑр, ҫапла майпа тӗнчери метаболомикӑн шайӗнче сӗннӗ иккӗшӗ хушшинчи уйрӑмлӑха тӗрӗслерӗмӗр. Ҫак теорин тӗп прогнозӗ. Информаци теорине нумай енӗпе усӑ курнӑ, уйрӑмах биотӗрлӗхпе апат-ҫимӗҫ юхӑмне тӗпчес ӗҫре (43). Анчах та, эпир пӗлнӗ тӑрӑх, ку ӳсентӑрансен ылмашӑну информаци уҫлӑхне ҫырса кӑтартма тата тавралӑх сигналӗсене хирӗҫ вӑхӑтлӑх ылмашӑну улшӑнӑвӗсемпе ҫыхӑннӑ экологи ыйтӑвӗсене татса пама усӑ куракан пӗрремӗш приложени. Уйрӑмах ҫак меслетӗн пултарулӑхӗ ӳсентӑран тӗсӗсен хушшинчи тата вӗсен хушшинчи йӗркесене танлаштарма пултарнинче, ҫапла майпа курӑк ҫиекен чӗрчунсем тӗрлӗ тӗсрен тӗрлӗ шайри макроэволюциллӗ макроэволюциллӗ йӗркесене мӗнле аталанса пынине тӗпчеме пултарнинче. Метаболизм.
Тӗп компонентсен анализӗ (ТКА) нумай енлӗ даннӑйсен пуххине виҫелӗхе чакармалли уҫлӑха куҫарать, ҫапла вара даннӑйсен тӗп юхӑмне ӑнлантарса пама пулать, ҫавӑнпа та ӑна ытларах чухне даннӑйсен пуххине анализлама тӗпчев меслечӗ пек усӑ кураҫҫӗ, сӑмахран, деконволюци метаболомӗ. Анчах та виҫелӗхе чакарни даннӑйсен пуххинчи информаци содержанийӗн пӗр пайне ҫухатать, ҫавӑнпа та ПКА экологи теорийӗшӗн уйрӑмах кирлӗ характеристикӑсем ҫинчен йышлӑ информаци пама пултараймасть, сӑмахран: курӑк ҫиекен чӗрчунсем ятарлӑ уй-хирсенчи (сӑмахран, пуянлӑх, сарӑлу) тата йышлӑх) метаболитсен тӗрлӗлӗхне мӗнле ҫӗнӗрен йӗркелеҫҫӗ? Хӑш метаболитсем курӑк ҫиекен чӗрчунӑн аталаннӑ тӑрӑмне малтанах пӗлтереҫҫӗ? Спецификлӑх, тӗрлӗлӗх тата индуктивлӑх енчен пӑхсан, ҫулҫӑ-спецификлӑ метаболит профилӗн информаци содержанине пайлаҫҫӗ, курӑк ҫиекен чӗрчунсене ҫини ятарлӑ метаболизма активизацилеме пултарнине тупса палӑртаҫҫӗ. Кӗтмен ҫӗртен эпир ҫакна асӑрхарӑмӑр: пурнӑҫа кӗртнӗ информаци теорийӗн кӑтартӑвӗсенче ҫырса кӑтартнӑ пек, икӗ курӑк ҫиекен чӗрчун (каҫхи апат ҫиекен генералист Sl) тата Solanaceae эксперт Ms. тапӑннӑ хыҫҫӑн пулакан ылмашӑну лару-тӑрӑвӗ пысӑк шайра пӗр-пӗринпе ҫыхӑнса тӑрать. ОС-ра ҫу кислоти-аминокислота конъюгачӗн (FAC) пуҫаруҫи (31). Стандартизациленӗ пункци суранӗсене сиплеме курӑк ҫиекенсен ОС-ӗпе усӑ курса, курӑк ҫиекен чӗрчунсене имитациленӗ сиплев те ҫакӑн пек юхӑма кӑтартнӑ. Ӳсентӑрансем курӑк ҫиекен чӗрчунсем тапӑннине хирӗҫ мӗнле хуравланине имитацилемелли ҫак стандартлӑ процедура курӑк ҫиекен чӗрчунсен апатлану йӑли улшӑннипе пулакан пӑтрашуллӑ факторсене пӗтерет, ҫакӑ вара тӗрлӗ вӑхӑтра тӗрлӗ шайри сиен патне илсе пырать (34). FAC, вӑл OSM-ӑн тӗп сӑлтавӗ пулни паллӑ, OSS1-ра JAS тата ытти ӳсентӑран гормонӗсен хуравӗсене чакарать, OSS1 вара ҫӗршер хут чакарать (31). Анчах та OSS1 OSM-па танлаштарсан JA пухӑнӑвӗн пӗр пек шайне кӑларса тӑратнӑ. Унччен ҫакна кӑтартса панӑччӗ: ҫемҫетнӗ Непентесен JA хуравӗ OSM енне питӗ сисӗмлӗ, унта FAC шывпа 1:1000 ирӗлтерсен те хӑйӗн активлӑхне тытса тӑма пултарать (44). Ҫавӑнпа та, OSM-па танлаштарсан, OSS1-ри FAC питӗ пӗчӗк пулин те, вӑл ҫителӗклӗ таран JA сарӑлнине пуҫарса яма ҫителӗклӗ. Унчченхи тӗпчевсем кӑтартнӑ тӑрӑх, порин евӗрлӗ белоксемпе (45) тата олигосахаридсемпе (46) OSS1-ра ӳсентӑран хӳтӗлевӗн хуравӗсене пуҫарса яма молекулярлӑ йӗрсем пек усӑ курма пулать. Анчах та OSS1-ри ҫак элициторсем хальхи тӗпчевре сӑнанӑ JA пухӑнӑвӗшӗн яваплӑ пулни паллӑ мар-ха.
Тӗрлӗ курӑк ҫиекен чӗрчунсене е экзогенлӑ JA е SA (салицил кислоти) (47) усӑ курнипе пулакан дифференциаллӑ ылмашӑну йӗрӗсене ҫырса кӑтартакан тӗпчевсем сахал пулин те (47), ӳсентӑран курӑкӗн сечӗнчи курӑк ҫиекен чӗрчунсен тӗсӗсен уйрӑм пӑсӑлӑвне тата унӑн уйрӑм ылмашӑну витӗмне тытӑмлӑн тӗпчеҫҫӗ. уйрӑм ҫын ҫинчен калакан информаци. Ҫак анализ тата ҫакна ҫирӗплетрӗ: шалти гормон сечӗ ҫыхӑнӑвӗ ытти ӳсентӑран гормонӗсемпе, ытти ӳсентӑран гормонӗсемпе, курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан ылмашӑну реорганизацийӗн спецификине йӗркелет. Уйрӑмах эпир OSM-па пулакан ET OSS1-па пулаканнинчен палӑрмаллах пысӑкрах пулнине тупса палӑртрӑмӑр. Ку режим OSM-ра ытларах FAC содержанийӗпе килӗшсе тӑрать, ку вара ET ҫурӑлӑвне пуҫарса яма кирлӗ те ҫителӗклӗ услови шутланать (48). Ӳсентӑрансемпе курӑк ҫиекен чӗрчунсем хушшинчи хутшӑну контекстӗнче ӳсентӑрансен уйрӑм метаболитсен динамики ҫинче ЭТ сигнал паракан функцийӗ халӗ те сайра хутра ҫеҫ пырать, вӑл пӗр хутӑш ушкӑнне ҫеҫ тӗллев лартать. Унсӑр пуҫне, ытларах тӗпчевсенче ЭТ регуляцине тӗпчеме ЭТ е унӑн прекурсорӗсем е тӗрлӗ ингибиторсем экзогенлӑ майпа усӑ курнӑ, вӗсен хушшинче ҫак экзогенлӑ хими мелӗпе усӑ курни нумай ятарлӑ мар енлӗ эффектсем кӑларса тӑратать. Эпир пӗлнӗ тӑрӑх, ку тӗпчев ӳсентӑрансен метаболомӗн динамикине йӗркелесе тӑма ҫитменлӗхлӗ трансгенлӑ ӳсентӑрансене туса кӑларма тата йышӑнма ЭТпа усӑ курнӑ чухне ЭТ рольне пӗрремӗш хут пысӑк масштаблӑ системаллӑ тӗпчесси пулса тӑрать. Курӑк ҫиекен чӗрчунсен ятарлӑ ЭТ индукцийӗ юлашкинчен метаболом хуравне модуляцилеме пултарать. Чи пӗлтерӗшли — ET биосинтезӗн (ACO) тата сисӗмӗн (ETR1) генӗсен трансгенлӑ манипуляцийӗ, вӑл курӑк ҫиекен чӗрчунсен феноламидсен de novo пухӑнӑвне уҫса панӑ. Унччен те ҫакна кӑтартнӑ: ЭТ путресцин N-метилтрансферазӑна йӗркелесе JA-индуцированнӑй никотин пухӑнассине лайӑхлатма пултарать (49). Анчах та механика енчен пӑхсан, ЭТ фенамид индукцине мӗнле лайӑхлатни паллӑ мар. ЭТ сигнал трансдукцийӗн функцийӗсӗр пуҫне, ылмашӑну юхӑмне полиаминофенол амидӗсене инвестици хывассине йӗркелеме S-аденозил-1-метионин ҫине те куҫарма пулать. S-аденозил-1-метионин — ET тата полиамин биосинтез ҫулӗн анлӑ сарӑлнӑ вӑтам продукчӗ. ЭТ сигналӗ феноламид шайне мӗнле майпа йӗркелесе тӑнине малалла тӗпчемелле.
Нумай вӑхӑт хушши, паллӑ мар тытӑмлӑ ятарлӑ метаболитсен шучӗ нумай пулнӑран, уйрӑм метаболита категорийӗсем ҫине хытӑ тимлӗх уйӑрни биологи хутшӑнӑвӗсем хыҫҫӑн метаболита тӗрлӗлӗхӗн вӑхӑт улшӑнӑвӗсене ҫирӗп хаклама пултарайман. Хальхи вӑхӑтра, информаци теорийӗн анализӗ тӑрӑх, пӗр енлӗ мар метаболитсем ҫинче никӗсленнӗ МС/МС спектрне илнин тӗп результачӗ ҫакӑнта: курӑк ҫиекен чӗрчунсем ҫиекен е курӑк ҫиекен чӗрчунсене имитацилекен чӗрчунсем ҫулҫӑ метаболомӗн пӗтӗмӗшле ылмашӑну тӗрлӗлӗхне чакарса пыраҫҫӗ, ҫав вӑхӑтрах унӑн специализаци шайне ӳстереҫҫӗ. Курӑк ҫиекен чӗрчунсем пулакан метаболом спецификине вӑхӑтлӑха ӳстерни транскриптом спецификацийӗн синергиллӗ ӳсӗмӗпе ҫыхӑннӑ. Ҫак пысӑкрах метаболом специализацине (Si хакӗ пысӑкрах) ытларах пулӑшакан уйрӑмлӑх — малтан палӑртнӑ курӑк ҫиекен функциллӗ ятарлӑ метаболит. Ку модель ОД теорийӗн прогнозӗпе килӗшсе тӑрать, анчах та метаболомӑн ҫӗнӗрен программированийӗн ӑнсӑртлӑхӗпе ҫыхӑннӑ МТ прогнозӗ килӗшсе тӑмасть. Анчах та ҫак кӑтартусем хутӑш модель прогнозӗпе те килӗшсе тӑраҫҫӗ (чи лайӑх МТ; 1В ӳкерчӗк), мӗншӗн тесен ытти характеристика паман метаболитсем, вӗсен хӳтӗлев функцийӗсем паллӑ мар, ҫапах та ӑнсӑртлӑ Si валеҫӗвне пӑхӑнма пултараҫҫӗ.
Ҫак тӗпчев ҫакна палӑртать: микроэволюци шайӗнчен (пӗр ӳсентӑран тата табак популяцийӗ) пуҫласа пысӑкрах эволюци шайӗ таран (тавӑх тӑванлӑ табак тӗсӗсем) эволюци организацийӗн тӗрлӗ шайӗсем «чи лайӑх хӳтӗлевре» пулаҫҫӗ. Мур тата ыттисем. (20) тата Кесслерпа Калске (1) хӑйсем тӗллӗн Уиттакер (50) малтанах уйӑрса илнӗ биотӗрлӗхӗн виҫӗ функциллӗ шайне хими тӗрлӗлӗхӗн конститутивлӑ тата индуцирланӑ вӑхӑт улшӑнӑвӗсене куҫарма сӗннӗ; ҫак авторсем те пӗтӗмлетмен. Пысӑк калӑпӑшлӑ метаболом даннӑйӗсене пухмалли процедурӑсем те ҫав даннӑйсенчен метаболизм тӗрлӗлӗхне мӗнле шутласа кӑлармаллине палӑртман. Ку тӗпчевре Уиттакерӑн функциллӗ классификацине пӗчӗк тӳрлетӳсем кӗртсен, α-метаболизм тӗрлӗлӗхне пӗр-пӗр ӳсентӑранри МС/МС спектрӗсен тӗрлӗлӗхӗ пек, β-метаболизм тӗрлӗлӗхне вара популяцисен ушкӑнӗн тӗп тӗс хушшинчи метаболизмӗ пек шута илӗҫ.
JA сигналӗ курӑк ҫиекен чӗрчунсен ылмашӑну хуравӗсен анлӑ спектрӗшӗн кирлӗ. Анчах та JA биосинтезӗн тӗрлӗ йышши регуляцийӗ метаболомсен тӗрлӗлӗхне мӗнле тӳпе хывнине ҫирӗп йышлӑ тӗрӗслев ҫук, ҫавӑнпа та JA сигналӗ макроэволюци шайӗнчи стресспа пулакан метаболита диверсификацийӗн пӗтӗмӗшле вырӑнӗ пулни-и, ҫук-и — халӗ те ӑнланмалла мар. Эпир Nepenthes herbivorous курӑк ҫиекен ҫутҫанталӑк метаболом специализацине тата Nicotiana тӗсӗсен популяцийӗнче тата ҫывӑх тӑван Nicotiana тӗсӗсем хушшинче метаболом специализацийӗн вариацийӗ JA сигнализацийӗпе системаллӑ лайӑх ҫыхӑннине асӑрхарӑмӑр. Унсӑр пуҫне, JA сигналӗ пӑсӑлсан, пӗр генотиплӑ курӑк ҫиекен чӗрчун ҫуратнӑ ылмашӑну спецификацийӗ пӗтет (3-мӗш ӳкерчӗк, С тата Е). Ҫутҫанталӑк енчен хавшакланнӑ Nepenthes популяцийӗсен метаболита спектрӗн улшӑнӑвӗсем ытларах чухне йышлӑ пулнӑран, ҫак анализри метаболита β тӗрлӗлӗхӗпе спецификаци улшӑнӑвӗсем ытларах чухне метаболитсемпе пуян хутӑш категорийӗсен вӑйлӑ хумханӑвӗпе ҫыхӑннӑ пулма пултараҫҫӗ. Ҫак хутӑшсен класӗсем метаболом профилӗн пӗр пайне йышӑнаҫҫӗ тата JA сигналӗсемпе лайӑх корреляци патне илсе пыраҫҫӗ.
Унпа ҫывӑх ҫыхӑннӑ табак тӗсӗсен биохими механизмӗсем питӗ тӗрлӗрен пулнӑран метаболитсене пахалӑх енчен ятарласа палӑртнӑ, ҫавӑнпа та вӑл аналитикӑлларах. Информаци теорийӗ тыткӑна илнӗ метаболита профильне ӗҫлесе хатӗрлени ҫакна кӑтартса парать: курӑк ҫиекен индукци метаболита гамма тӗрлӗлӗхӗпе специализаци хушшинчи компромисса вӑйлатать. Ҫак компромиссра JA сигналӗ тӗп вырӑн йышӑнать. Метаболом специализацийӗн ӳсӗмӗ тӗп OD прогнозӗпе килӗшсе тӑрать тата JA сигналӗпе лайӑх ҫыхӑннӑ, JA сигналӗ вара метаболита гамма тӗрлӗлӗхӗпе япӑх енчен ҫыхӑннӑ. Ҫак модельсем ӳсентӑрансен OD хӑвачӗ тӗпрен илсен JA пластичлӑхӗпе палӑрнине кӑтартаҫҫӗ, вӑл микроэволюци масштабӗнче-и е пысӑкрах эволюци масштабӗнче-и. JA биосинтезӗн кӑлтӑкӗсене пӑрса яракан экзогенлӑ JA приложени эксперименчӗсем тата ҫакна кӑтартса параҫҫӗ: ҫывӑх тӑванлӑ табак тӗсӗсене сигнал ҫине хуравлакан тата сигнал ҫине хуравламан тӗссем ҫине уйӑрма пулать, ҫавӑн пекех вӗсен JA йӗрки тата курӑк ҫиекен чӗрчунсем ҫуратакан метаболом пластичлӑхӗ пекех. Сигнал ҫине хуравламан тӗссем эндогенлӑ JA туса кӑларма пултарайманнипе хуравлаймаҫҫӗ, ҫавӑнпа та вӗсем физиологи енчен чикӗленеҫҫӗ. Ку JA сигнал ҫулӗнчи хӑш-пӗр тӗп генсен мутацине пула пулма пултарать (N. crescens-ра AOS тата JAR4). Ҫак результат ҫакна палӑртать: ҫак тӗссем хушшинчи макроэволюци йӗркисем тӗпрен илсен шалти гормонсен ӑнланӑвӗпе хуравлӑхӗн улшӑнӑвӗсемпе ҫыхӑннӑ пулма пултараҫҫӗ.
Ӳсентӑрансемпе курӑк ҫиекен чӗрчунсем хушшинчи хутшӑнусӑр пуҫне, ылмашӑну тӗрлӗлӗхне тӗпчесси тавралӑха биологилле адаптацие тата кӑткӑс фенотиплӑ паллӑсен эволюцине тӗпчес ӗҫри мӗнпур пӗлтерӗшлӗ теори ҫитӗнӗвӗсемпе ҫыхӑннӑ. Хальхи вӑхӑтри МС инструменчӗсемпе пухнӑ даннӑйсен калӑпӑшӗ ӳснӗ май, ылмашӑну тӗрлӗлӗхӗ ҫинчен гипотезӑсене тӗрӗслесси халӗ уйрӑм/категори метаболитӗсен уйрӑмлӑхӗсенчен тухма тата кӗтмен йӗркесене уҫса пама пӗтӗм тӗнчери анализ тума пултарать. Пысӑк анализ тунӑ чухне пӗлтерӗшлӗ метафора — даннӑйсене тӗпчеме усӑ курма пултаракан пӗлтерӗшлӗ карттӑсем шухӑшласа кӑларасси. Ҫавӑнпа та хальхи вӑхӑтра MS/MS метаболомикипе информаци теорийӗн пӗр енлӗ комбинацийӗн пӗлтерӗшлӗ результачӗ вӑл — тӗрлӗ таксономи шкалисенче метаболита тӗрлӗлӗхне пӑхса тухма карттӑсем тума усӑ курма пултаракан ансат метрика парать. Ку меслетӗн тӗп требованийӗ шутланать. Микро/макро эволюцие тата обществӑлла экологие тӗпчесси.
Макроэволюци шайӗнче Эрлихпа Рейвенӑн (51) ӳсентӑранпа хурт-кӑпшанкӑ пӗрлехи эволюцийӗн теорийӗн тӗп шухӑшӗ — ӳсентӑран йӑхӗсен диверсификацийӗн сӑлтавӗ тӗссем хушшинчи ылмашӑну тӗрлӗлӗхӗн улшӑнӑвӗ пулнине малтанах пӗлтересси. Анчах та ҫак тӗп ӗҫе пичетлесе кӑларнӑранпа аллӑ ҫул хушшинче ҫак гипотезӑна сайра хутра ҫеҫ тӗрӗсленӗ (52). Ку ытларах инҫетри ӳсентӑран йӑхӗсенчи танлаштаруллӑ метаболита характеристикисен филогенетика характеристикисемпе ҫыхӑннӑ. Сайра тӗл пулакан япалана тӗллевлӗ анализ меслечӗсене ҫирӗплетме усӑ курма пулать. Информаци теорийӗпе ӗҫлекен хальхи МС/МС ӗҫ юхӑмӗ паллӑ мар метаболитсен МС/МС структурӑллӑ пӗрпеклӗхне виҫет (метаболитсене малтан суйласа илмесӗр) тата ҫав МС/МС-сене МС/МС пуххине куҫарать, ҫапла вара професси метаболизмӗнче Ҫак макроэволюциллӗ модельсене классификаци шкалинче танлаштараҫҫӗ. Ансат статистика кӑтартӑвӗсем. Ку процесс филогенетика анализӗ евӗрлӗ, унта диверсификаци е характер эволюцийӗн хӑвӑртлӑхне малтанах пӗлмесӗрех виҫме йӗрке шайлашӑвӗпе усӑ курма пулать.
Биохими шайӗнче Фирнпа Джонсӑн (53) скрининг гипотези ҫакна кӑтартать: унччен ҫыхӑнман е улӑштарнӑ метаболитсен биологи ӗҫне пурнӑҫлама чӗртавар хатӗрлеме метаболита тӗрлӗ шайӗнче тӗрлӗ шайра тытса тӑраҫҫӗ. Информаци теорийӗн меслечӗсем ҫак метаболитсен спецификӑллӑ эволюциллӗ куҫӑмӗсене сӗннӗ эволюциллӗ скрининг процесӗн пайӗ пек виҫме май паракан никӗс параҫҫӗ: пӗчӗк спецификӑран пысӑк спецификӑна ҫитиччен биологи тӗлӗшӗнчен активлӑ адаптаци Пӗр-пӗр тавралӑхри ингибициленӗ метаболитсем.
Пӗтӗмӗшле илсен, молекулярлӑ биологин малтанхи кунӗсенче ӳсентӑрансен хӳтӗлевӗн пӗлтерӗшлӗ теорийӗсене хатӗрленӗ, ҫавӑнпа та дедуктивлӑ гипотезӑсем ҫинче никӗсленнӗ меслетсене наука аталанӑвӗн пӗртен-пӗр мелӗ тесе шутланӑ. Ку ытларах чухне пӗтӗм метаболома виҫессин техника енчен ҫитменлӗхӗсемпе ҫыхӑннӑ. Гипотеза ҫинче никӗсленнӗ меслетсем ытти сӑлтав механизмӗсене суйласа илнӗ чухне уйрӑмах усӑллӑ пулсан та, вӗсен биохими сечӗсене ӑнланассине малалла тӑсма пултарасси хальхи даннӑйсене нумай илекен наукӑра хальхи вӑхӑтра пур шутлав меслечӗсенчен чикӗллӗрех. Ҫавӑнпа та малтанах пӗлме май ҫук теорисем пур даннӑйсен чиккинчен чылай аяккарах, ҫавӑнпа та тӗпчев енӗпе аталанӑвӑн гипотезӑллӑ формулине/тӗрӗслев циклне пӗтерме май ҫук (4). Эпир кунта кӗртнӗ метаболомикӑн шутлав ӗҫӗн юхӑмӗ ылмашӑну тӗрлӗлӗхӗн юлашки (мӗнле) тата юлашки (мӗншӗн) ыйтӑвӗсемпе интересленме тата теори тӗлӗшӗнчен ертсе пыракан даннӑйсен ӑслӑлӑхӗн ҫӗнӗ тапхӑрне пулӑшма пултарнине малтанах куратпӑр. Ҫав тапхӑрта унчченхи ӑрусене хавхалантарнӑ пӗлтерӗшлӗ теорисене тепӗр хут пӑхса тухнӑ.
Курӑк ҫиекен чӗрчунсене тӳрремӗнех апатлантарассине пӗр роза чечекленекен ӳсентӑранӑн пӗр шупка тӗслӗ кӑкшӑм ҫулҫи ҫинче иккӗмӗш инстар личинкине е Sl личинкине ӳстерсе пурнӑҫлаҫҫӗ, кашни ӳсентӑран ҫине 10 ӳсентӑран репликацийӗ пулать. Хурт-кӑпшанкӑ личинкисене хӗскӗчсемпе хӗстернӗ, юлнӑ ҫулҫӑ ӳтне инфекци хыҫҫӑн 24 тата 72 сехетрен пуҫтарнӑ та хӑвӑрт шӑнтнӑ, унтан метаболитсене кӑларнӑ.
Курӑк ҫиекен чӗрчунсене питӗ синхронлӑ майпа сиплессине имитацилемелле. Ҫак меслетпе усӑ курса, пир гирлянда ӳснӗ вӑхӑтра ӳсентӑранӑн туллин сарӑлнӑ виҫӗ ҫулҫин варринчи кашни енче виҫшер рет йӗп шӑтармалла, унтан ҫийӗнчех 1:5 шайлашуллӑ ирӗлтернӗ Ms. е перчеткеллӗ пӳрнесемпе шӑтарнӑ суран ӑшне S1 OS чикмелле. Ҫӳлте ҫырса кӑтартнӑ пек ҫулҫӑ пуҫтарӑр та тирпейлӗр. Пӗрремӗш метаболитсемпе ӳсентӑран гормонӗсене кӑларма маларах ҫырса кӑтартнӑ меслетпе усӑ курӑр (54).
Экзогенлӑ JA приложенийӗсем валли кашни тӗсӗн ултӑ роза чечекленекен ӳсентӑранӗн виҫӗ ҫулҫине 20 мкл ланолин пастипе, унта 150 мкг MeJA (Lan + MeJA) тата 20 мкл ланолин плюс суран сиплевӗпе (Lan + W) ӗҫлеҫҫӗ, е 20 мкл таса ланолинпа контроль вырӑнне усӑ кураҫҫӗ. Ҫулҫӑсене имҫамланӑ хыҫҫӑн 72 сехетрен пуҫтарнӑ, шӗвек азотра шӑнтнӑ та усӑ куриччен -80°C температурӑра упранӑ.
Пирӗн тӗпчев ушкӑнӗнче тӑватӑ JA тата ET трансгенлӑ йӗр, урӑхла каласан, irAOC (36), irCOI1 (55), irACO тата sETR1 (48), тупса палӑртнӑ. irAOC JA тата JA-Ile шайӗсем чакнине вӑйлӑн кӑтартнӑ, irCOI1 вара JA-сене сисӗмлӗ пулман. EV-па танлаштарсан, JA-Ile пухӑнӑвӗ ӳснӗ. Ҫавӑн пекех irACO ET туса кӑларассине чакарӗ, EV-па танлаштарсан, sETR1, вӑл ET-а сисӗмлӗ мар, ET туса кӑларассине ӳстерӗ.
Фотоакустика лазер спектрометрӗпе (Sensor Sense ETD-300 чӑн-чӑн вӑхӑтри ЭТ сенсорӗ) ЭТ виҫине инвазивлӑ мар майпа пурнӑҫлама усӑ кураҫҫӗ. Имҫамланӑ хыҫҫӑнах ҫулҫӑсен ҫуррине касса 4 мл хупӑ кӗленче флакон ҫине куҫарнӑ, пуҫ шӑтӑкне 5 сехет хушшинче пухма ирӗк панӑ. Виҫев вӑхӑтӗнче кашни флакона 8 минут хушши 2 литр/сехет таса сывлӑш юхӑмӗпе ҫуса тасатнӑ, вӑл унччен Sensor Sense панӑ катализатор витӗр CO2 тата шыва кӑларнӑ.
Микрочип даннӑйӗсене малтан (35)-мӗшӗнче пичетленӗ, вӗсене Наци биотехнологи информацийӗн центрӗн (NCBI) Ген экспрессийӗн комплекслӑ базинче (GSE30287 кӗмелли номер) упранӑ. Ҫак тӗпчев валли W + OSMs имҫамӗпе тата сиенленмен контрольпе пулакан ҫулҫӑсем ҫинчен калакан даннӑйсене илнӗ. Чӗрӗ интенсивлӑх log2. Статистика анализӗ умӗн никӗс йӗрне R программӑллӑ пакетпа усӑ курса 75-мӗш процентиль таран куҫарнӑ та нормализациленӗ.
Nicotiana тӗсӗн малтанхи РНК секвенировани (RNA-seq) даннӑйӗсене NCBI кӗске вулав архивӗнчен (SRA) илнӗ, проект номерӗ — PRJNA301787, ун ҫинчен Zhou et al. (39) тата (56)-ра ҫырса кӑтартнӑ пек малалла кайӑр. Ҫак тӗпчевре Nicotiana тӗсӗсене тивӗҫлӗ W + W, W + OSM тата W + OSS1 ӗҫлесе хатӗрленӗ чӗрӗ даннӑйсене анализ тума суйласа илнӗ, вӗсене ҫакӑн пек ӗҫлесе хатӗрленӗ: Малтанах чӗрӗ RNA-seq вулавӗсене FASTQ форматне куҫарнӑ. HISAT2 FASTQ-на SAM-а куҫарать, SAMtools вара SAM-файлсене сортланӑ BAM-файлсене куҫарать. StringTie ген экспрессине шутлама усӑ кураҫҫӗ, унӑн экспресси меслечӗ ҫапла: миллион секвенированнӑй транскрипци фрагменчӗ пуҫне пин никӗс фрагменчӗ пуҫне фрагментсем пулаҫҫӗ.
Анализра усӑ курнӑ Acclaim хроматографи колонки (150 мм х 2,1 мм; пайӑрка калӑпӑшӗ 2,2 мкм) тата 4 мм х 4 мм хурал колонки пӗр материалтан тӑраҫҫӗ. Dionex UltiMate 3000 Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) системинче ҫакӑн пек иккӗлле градиентпа усӑ кураҫҫӗ: 0-ран пуҫласа 0,5 минут таран, изократлӑ 90% А [деионизациленӗ шыв, 0,1% (т/т) ацетонитрил тата 0,05% кӑпӑк кислоти В, 10% Ацетонитрил тата нитрил 0,05% кӑпӑк кислоти); 0,5-23,5 минут хушшинче градиент тапхӑрӗ 10% А тата 90% В; 23,5-25 минут, изократ 10% А тата 90% В. Юхӑм хӑвӑртлӑхӗ 400 мкл/мин. Пур МС анализӗсем валли те колонка элюентне квадруполь тата вӗҫев вӑхӑт (qTOF) анализаторне ямалла, вӑл лайӑх ионизаци режимӗнче ӗҫлекен электроспрей ҫӑлкуҫӗпе тивӗҫтернӗ (капилляр напряженийӗ, 4500 В; капилляр тухӑҫӗ 130 В; типӗтмелли температура 200°C; типӗтмелли сывлӑш юхӑмӗ 10/литр/мин).
Пӗтӗмӗшле тупма май пур ылмашӑну профилӗ ҫинчен структурӑллӑ информаци илме даннӑйсенчен нимӗнпе те ҫыхӑнман е уйӑрса илме май ҫук MS / MS фрагмент анализне (малалла MS / MS) туса пӑхӑр. Уйрӑм мар МС/МС меслечӗн ӑнлавӗ квадруполь питӗ пысӑк массӑллӑ изоляци чӳречи пурри ҫинче никӗсленет [ҫавӑнпа та пур массӑпа заряд шайлашӑвӗн (m/z) сигналӗсене те фрагментсем вырӑнне шутлӑр]. Ҫавӑнпа та, Impact II инструмент CE чалӑшӑвне тума пултарайманран, ҫапӑннипе пулакан диссоциаци ҫапӑнӑвӗн энергийӗн (CE) ӳстернӗ хакӗсемпе усӑ курса темиҫе никама пӑхӑнман анализ туса пӑхнӑ. Кӗскен каласан, малтан пробӑна UHPLC-электроспрей ионизацийӗпе/qTOF-MS мелӗпе пӗр масс-спектрометри мелӗпе (ҫӑлкуҫри фрагментаципе пулакан пӗчӗк фрагментаци условийӗсем) усӑ курса анализламалла, m/z 50-ран пуҫласа 1500 таран 5 Гц тепӗр хут пулакан часлӑхпа сканерламалла. МС/МС анализӗ валли ҫапӑну газӗ вырӑнне азота усӑ курӑр, ҫапӑнупа пулакан ҫак тӑватӑ тӗрлӗ диссоциаци напряженийӗнче никама пӑхӑнман виҫевсем тӑвӑр: 20, 30, 40 тата 50 эВ. Виҫев процесӗ тӑршшӗпех квадрупольӑн чи пысӑк массӑллӑ изоляци чӳречи пур, m/z 50-ран пуҫласа 1500 таран. Малти кӗлетке m/z тата изоляци сарлакӑшӗн экспериментне 200 лартсан, массӑллӑ диапазон приборӑн ӗҫлекен программипе тата 0 Da автоматла майпа активизациленет. Пӗр массӑллӑ режимри пек массӑллӑ татӑксене сканерласа пӑхӑр. Массӑллӑ калибровка валли натри формиатне (50 мл изопропанол, 200 мкл кӑткӑс кислоти тата 1 мл 1М NaOH шывлӑ ирӗлчӗк) усӑ курмалла. Брукерӑн пысӑк тӗрӗслӗхлӗ калибровка алгоритмӗпе усӑ курса, даннӑйсен файлне палӑртнӑ вӑхӑт хушшинче вӑтам спектр ӗҫлеттернӗ хыҫҫӑн калибровка тӑваҫҫӗ. Data Analysis v4.0 программӑн (Brook Dalton, Bremen, Germany) экспорт функцийӗпе усӑ курса чӗрӗ даннӑйсен файлӗсене NetCDF форматне куҫарӑр. MS/MS даннӑйсен пуххи MetaboLights (www.ebi.ac.uk) уҫӑ метаболомика базинче ҫыхӑну номерӗпе пӗрле упраннӑ. MTBLS1471.
MS/MS пухӑвне MS1 тата MS/MS пахалӑх сигналӗсем хушшинчи корреляци анализӗ урлӑ пурнӑҫлама пулать, вӗсем ҫапӑну энергийӗ пӗчӗк тата пысӑк тата ҫӗнӗрен пурнӑҫа кӗртнӗ правилӑсем валли. R скриптпа продуктӑн прекурсорӗн пайланӑвӗн корреляци анализне пурнӑҫлама усӑ кураҫҫӗ, правилӑсене пурнӑҫлама вара C# скриптпа (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) усӑ кураҫҫӗ.
Фон шавӗпе пулакан суя лайӑх йӑнӑшсене тата темиҫе тӗслӗхре кӑна хӑш-пӗр m/z паллӑсене тупса палӑртнипе пулакан суя корреляцие чакарас тӗллевпе эпир R пакетӑн «тулнӑ пик» функцийӗпе усӑ куратпӑр XCMS (фон шавне тӳрлетме) «NA» (тупман пик) интенсивлӑхне улӑштарма усӑ курмалла. Тултарнӑ пик функцийӗпе усӑ курнӑ чухне даннӑйсен пуххинче корреляци шутлавне витӗм кӳрекен «0′′ интенсивлӑх хакӗсем ҫаплах нумай-ха. Унтан эпир тултарнӑ пик функцийӗпе усӑ курнӑ чухне тата тултарнӑ пик функцийӗпе усӑ курман чухне илнӗ даннӑйсене ӗҫлесе хатӗрлес результатсене танлаштаратпӑр, ҫавӑн пекех вӑтам тӳрлетнӗ хак тӑрӑх фон шавӗн хакне шутласа кӑларатпӑр, унтан ҫав интенсивлӑх хакӗсене улӑштаратпӑр шутласа кӑларнӑ фон хакӗ. PCC шутлавӗсем валли тӗслӗх прекурсорӗн (MS1) тата сакӑр чӑн-чӑн пикран кая мар фрагмент даннӑйӗсен пуххисен m/z сигналӗсене ҫеҫ шута илеҫҫӗ.
Енчен те пӗтӗм пробӑри прекурсор пахалӑхӗн хӑватлӑхӗ пӗчӗк е пысӑк ҫапӑну энергийӗпе ҫыхӑннӑ пӗр пахалӑх паллин чакнӑ хӑватлӑхӗпе палӑрмаллах ҫыхӑннӑ пулсан, ҫав паллӑна CAMERA изотоп пикӗ тесе паллӑ туман пулсан, ӑна малалла палӑртма пулать. Унтан, 3 ҫеккунт хушшинче пур пулма пултаракан прекурсор-продукт мӑшӑрӗсене шутласа кӑларса (пик тытса тӑмалли вӑхӑт чӳречи) корреляци анализне тӑваҫҫӗ. m/z хакӗ прекурсор хакӗнчен пӗчӗкрех пулсан тата MS/MS фрагментацийӗ даннӑйсен пуххинчи прекурсорпа пӗр тӗслӗх вырӑнӗнче пулсан ҫеҫ ӑна фрагмент тесе шутлаҫҫӗ.
Ҫак икӗ ансат правилӑна тӗпе хурса эпир палӑртнӑ прекурсорӑн m/z хакӗнчен пысӑкрах m/z хакӗллӗ палӑртнӑ фрагментсене тата прекурсор курӑнакан тӗслӗх вырӑнне тата палӑртнӑ фрагмента тӗпе хурса кӑларса пӑрахатпӑр. Ҫавӑн пекех MS1 режимра генерациленӗ нумай-нумай ҫӑлкуҫри фрагментсем генерациленӗ пахалӑх уйрӑмлӑхӗсене кандидат прекурсорӗсем пек суйласа илме пулать, ҫапла майпа ытлашши MS/MS хутӑшӗсем генерациленеҫҫӗ. Ҫак даннӑйсен ытлашшилӗхне чакарас тесе, енчен те спектрсен NDP пӗрпеклӗхӗ 0,6-ран пысӑкрах пулсан, вӗсем CAMERA аннотациленӗ «pcgroup» хроматограммӑна кӗреҫҫӗ пулсан, эпир вӗсене пӗрлештеретпӗр. Юлашкинчен, эпир прекурсорпа тата фрагментсемпе ҫыхӑннӑ тӑватӑ CE результатне те юлашки деконволюциленӗ композитлӑ спектра пӗрлештеретпӗр, тӗрлӗ ҫапӑну энергийӗсенче пӗр пек m/z хаклӑ мӗнпур кандидат пиксенчен чи пысӑк интенсивлӑх пикне суйласа илетпӗр. Малаллахи ӗҫ тапхӑрӗсем композитлӑ спектр ӑнлавӗ ҫинче никӗсленеҫҫӗ тата пайлану шанӑҫлӑхне ӳстерме кирлӗ тӗрлӗ СЕ условийӗсене шута илеҫҫӗ, мӗншӗн тесен хӑш-пӗр пайсене ятарлӑ ҫапӑну энергийӗпе ҫеҫ тупма пулать.
RDPI (30) метаболита профилӗн индуктивлӑхне шутласа кӑларма усӑ курнӑ. Метаболизм спектрӗн тӗрлӗлӗхне (Hj индексне) MS/MS прекурсорӗсен йышлӑхӗнчен MS/MS частота пайланӑвӗн Шеннон энтропийӗпе усӑ курса Мартинес тата ыттисем ҫырса кӑтартнӑ ҫак уравненипе усӑ курса илеҫҫӗ. (8). Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) кунта Pij j-мӗш тӗслӗхри i-мӗш MS/MS-ӑн относительнӑй часлӑхне (j = 1, 2,..., m) (i = 1, 2, ..., m) t) тӳр килет.
Метаболизм спецификацийӗ (Si индексӗ) — ҫак MS/MS экспрессийӗн пӗрпеклӗхӗ, ӑна пӑхса тухнӑ пробӑсем хушшинчи час-часлӑхпа танлаштарсан палӑртаҫҫӗ. MS/MS спецификине ҫапла шутлаҫҫӗ: Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi)
Кашни j пробӑн метаболом-спецификлӑ δj индексне виҫме ҫак формулӑпа усӑ курӑр, MS/MS спецификӑн вӑтам виҫи δj = ∑i = 1mPijSi
МС/МС спектрӗсене мӑшӑрӑн-мӑшӑрӑн лартнӑ, пӗрпеклӗхе икӗ балл тӑрӑх шутласа кӑларнӑ. Пӗрремӗшӗнчен, стандартлӑ NDP (косинус корреляци меслечӗ тесе те калаҫҫӗ) усӑ курса, NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 спектрсем хушшинчи сегмент пӗрпеклӗхне палӑртма ҫак уравненипе усӑ курӑр, унта S1 тата S2 Ҫавӑнпа та 1 тата 2 спектрсемшӗн, ҫавӑн пекех WS1 тата i2, i2 икӗ спектр хушшинчи i-мӗш пӗрлехи пик уйрӑмлӑхӗ 0,01 Да-ран пӗчӗкрех пулнине кӑтартакан пик хӑватлӑхӗ ҫинче никӗсленнӗ йывӑрӑша кӑтартать. Йывӑрӑшне ҫапла шутлаҫҫӗ: W = [пик интенсивлӑхӗ] m [пахалӑх] n, m = 0,5, n = 2, MassBank сӗннӗ пек.
Иккӗмӗш балсен меслетне пурнӑҫа кӗртнӗ, вӑл MS/MS хушшинчи пайланӑ NL анализне кӗртнӗ. Ҫак тӗллевпе эпир тандемра MS фрагментаци процесӗнче час-часах тӗл пулакан 52 NL списокӗпе тата хавшанӑ Nepenthes тӗсӗн иккӗмӗш метаболичӗсен MS/MS спектрӗ валли маларах аннотациленӗ уйрӑмрах NL (S1 даннӑйсен файлӗ) усӑ куртӑмӑр ( 9, 26). Кашни MS/MS валли 1 тата 0 иккӗлле вектор туса хурӑр, вӗсем хӑш-пӗр NL-ӑн хальхи тата ҫуккине тивӗҫтереҫҫӗ. Евклид дистанцийӗн пӗрпеклӗхне тӗпе хурса, NL пӗрпеклӗхӗн балне кашни иккӗлле NL векторӗн мӑшӑрӗшӗн шутласа кӑлараҫҫӗ.
Икӗ хутлӑ кластеризаци тума эпир DiffCoEx R пакетпа усӑ куртӑмӑр, вӑл Weighted Gene Co-expression Analysis (WGCNA) тӑсӑмӗ ҫинче никӗсленет. MS/MS спектрӗсен NDP тата NL балсен матрицисемпе усӑ курса эпир танлаштаруллӑ корреляци матрицине шутласа кӑларма DiffCoEx меслечӗпе усӑ куртӑмӑр. Иккӗлле кластеризацие «cutreeDynamic» параметра method = «hybrid», cutHeight = 0.9999, deepSplit = T тата minClusterSize = 10 лартса пурнӑҫлаҫҫӗ. DiffCoEx-ӑн R-ҫӑлкуҫ кодне Tesson et al. 1-мӗш хушма файлран илнӗ. (57); Кирлӗ R WGCNA программӑллӑ пакетне https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA адреспа тупма пулать.
MS/MS молекулярлӑ сеть анализне тума эпир NDP тата NL пӗрпеклӗх типӗсем тӑрӑх мӑшӑрлӑ спектр ҫыхӑнӑвне шутласа кӑлартӑмӑр, тата CyFilescape yFiles макет алгоритмӗн тӑсӑмӗн приложенийӗнче органикӑллӑ макетпа усӑ курса сеть топологине визуализацилеме Cytoscape программипе усӑ куртӑмӑр.
Даннӑйсем тӑрӑх статистика анализӗ тума R 3.0.1 версипе усӑ курӑр. Статистика пӗлтерӗшне икӗ енлӗ дисперси анализӗпе (ANOVA) усӑ курса хакланӑ, унтан Tukey-н тӳрӗ пӗлтерӗшлӗ уйрӑмлӑхӗ (HSD) хыҫҫӑнхи тӗрӗслевӗпе усӑ курнӑ. Курӑк ҫиекен имҫампа контроль хушшинчи уйрӑмлӑха тишкерес тӗллевпе пӗр пек дисперсиллӗ икӗ ушкӑнри пробӑсен икӗ енлӗ пайланӑвне Студентӑн t-тестӗпе усӑ курса тишкернӗ.
Ҫак статья валли хушма материалсем илме http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1
Ку вӑл — уҫӑ доступлӑ статья, ӑна Creative Commons Attribution-Non-Commercial License условийӗсемпе салатаҫҫӗ, вӑл кирек мӗнле хатӗрпе те усӑ курма, салатма тата ҫӗнӗрен кӑларма май парать, анчах та юлашки хут коммерциллӗ усӑ валли мар тата малтанхи ӗҫ тӗрӗс пулни ҫинчен калакан никӗс пулсан. Ссылка.
Асӑрхаттару: Эпир сире хӑвӑрӑн электронлӑ почта адресне ҫеҫ ыйтатпӑр, ҫапла вара эсир страницӑна сӗнекен ҫын эсир электронлӑ почтӑна курасшӑн пулнине тата вӑл спам маррине пӗлтӗр. Эпир нимӗнле электронлӑ почта адресӗсене те ҫырса илместпӗр.
Ку ыйтупа эсир хӑна пулнине тӗрӗслеме тата спам автоматла ярса пама чарма усӑ кураҫҫӗ.
Информаци теорийӗ ятарлӑ метаболомсене танлаштарма тата тӗрӗслев хӳтӗлевӗн теорийӗсене малтанах пӗлме универсаллӑ валюта парать.
Информаци теорийӗ ятарлӑ метаболомсене танлаштарма тата тӗрӗслев хӳтӗлевӗн теорийӗсене малтанах пӗлме универсаллӑ валюта парать.
©2021 Америка наукӑна аталантарас енӗпе ӗҫлекен ассоциацийӗ. пур правӑсем те сыхланса юлнӑ. AAAS — HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef тата COUNTER компанисен партнерӗ. ScienceAdvances ISSN 2375-2548.