LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Metabolomic Profiling of Bacterial Leaf Blight in Rice

Aplikace | 2007 | Agilent TechnologiesInstrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Potraviny a zemědělství, Metabolomika
Výrobce
Agilent Technologies

Souhrn

Význam tématu


Vývoj odolných odrůd rýže vůči bakteriální listové hnilobě je klíčový pro zachování výnosu až u tří miliard lidí. Metabolomické profilování poskytuje hluboký vhled do molekulárních mechanismů interakcí mezi rýží a patogenem Xanthomonas oryzae, což usnadňuje cílené šlechtění a efektivní řízení choroby.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo identifikovat metabolity spojené s infekcí a odolností vůči bakteriální listové hnilobě. Porovnány byly dvě linie rýže – citlivá TP309 a transgenní odolná TP309-Xa21 – v kombinaci se dvěma kmeny bakterií Xoo (wild-type PXO99 a raxST– knock-out PXO99-raxST–). Zahrnuty byly příslušné kontrolní podmínky.

Použitá instrumentace


• Agilent 1200 Series LC pro chromatografickou separaci
• Agilent 6210 Time-of-Flight LC/MS pro širokoplošné profilování
• Agilent 6510 Q-TOF LC/MS/MS pro cílenou identifikaci
• ZORBAX SB-Aq kolona (2.1×150 mm, 3.5 µm)
• Softwary Agilent MassHunter a GeneSpring MS
• METLIN Personal metabolite database

Použitá metodika


Listové vzorky rýže byly homogenizovány v tekutém dusíku s kuličkou v Retsch mill, poté extrahovány v chladném 2:3:3 acetonitril/voda/isopropanol. Profilovací LC/TOF analyza probíhala gradientem 2–98 % acetonitrilu s 0,1 % kyseliny mravenčí, m/z 50–950 v pozitivním módu. Data byla zpracována v MassHunter (extrakce feature, dekonvoluce, odečet pozadí) a následně v GeneSpring MS (normalizace, 1-/2-way ANOVA, PCA, fold-change). Pro identifikaci byly vybrané metabolity znovu analyzovány pomocí LC/Q-TOF MS/MS se stejnými separačními podmínkami.

Hlavní výsledky a diskuse


• Morfologie listů potvrzuje, že TP309 postrádá obrannou odpověď, zatímco TP309-Xa21 vykazuje specifickou rezistenci na PXO99 díky interakci receptoru Xa21 s peptidem AvrXa21. TP309-Xa21 je citlivá vůči PXO99-raxST–.
• 1-way ANOVA (P<0,05) vybrala 347 signifikantních signalů; rozdělení na 42 imunity-feature, 22 infekčních feature, 25 bakteriálních feature a 170 feature odlišujících rýžové linie.
• PCA jasně oddělila linie i stavy infekce, kombinace s ANOVA zlepšila rozlišení i menších tříd.
• 2-way ANOVA identifikovala 30 klíčových metabolitů, které rozlišují všechny třídy současně.
• Fold-change filtrování a mass inspector analýza usnadnily výběr on/off biomarkeru; MS/MS spektrum m/z 130,0532 potvrdilo pyroglutamovou kyselinu (pyrrolidone-karboxylová kyselina) jako klíčový metabolit spojený s odolností.

Přínosy a praktické využití metody


Navržený workflow kombinuje vysokou přesnost LC/TOF MS a cílenou LC/Q-TOF MS/MS s robustním bioinformatickým zpracováním. Umožňuje rychlé a spolehlivé rozlišení odolných a citlivých odrůd rýže, identifikaci biomarkerů infekce a obrany a může být nasazen v šlechtitelských programech i QA/QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití


• Rozšíření a integrace veřejných i soukromých metabolomických databází
• Propojení s genomikou a proteomikou pro komplexní multi-omics přístupy
• Vývoj chiralních metod pro jednoznačné rozlišení enantiomerů biomarkerů
• Automatizace vzorkování a analýzy pro terénní aplikace a vysokoprůchodové screeningy

Závěr


Studie prokázala, že vhodně navržené LC/MS workflow a pokročilé statistické nástroje dokáží odhalit a identifikovat klíčové metabolity spojené s odolností rýže proti bakteriální listové hnilobě. Metodika poskytuje solidní základ pro další výzkum, šlechtitelské projekty a průmyslovou aplikaci.

Reference


  • Song W-Y. et al. Science 270, 1804–1806 (1995)
  • Lee S.-W. et al. PNAS 103(49), 18395–18400 (2006)
  • Weckwerth W. et al. Proteomics 4, 78–83 (2004)

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Analysis of the mouse brain metabolome following the disruption of the gut-brain axis
Analysis of the mouse brain metabolome following the disruption of the gut-brain axis 1 Deda ; 2 Loftus ; Emily 2 Armitage ; 3 Kachrimanidou ; 1 Gika Olga Neil G Melina Helen 1School of Medicine and CIRI BIOMIC_AUTh, Aristotle…
Klíčová slova
brain, braingut, gutspectrum, spectruminfection, infectionacetylcarnitine, acetylcarnitinecdi, cdiaxis, axiscytidine, cytidinelibrary, librarymicrobiome, microbiomehilic, hilicinfected, infectedmetronidazole, metronidazolereverse, reversedisruption
Exploring the effects of bacterial infection and antibiotic or faecal microbiota transplantation treatments on the mouse gut microbiome
Exploring the effects of bacterial infection and antibiotic or faecal microbiota transplantation treatments on the mouse gut microbiome 1 Deda ; 2 Armitage ; 2 Ashton ; 3 Kachrimanidou ; Olga Emily G Simon Melina Neil 1School of Medicine and…
Klíčová slova
faecal, faecalcreatine, creatinegut, gutfmt, fmtcaecal, caecalbacterial, bacterialmicrobiome, microbiomeantibiotic, antibioticpathogen, pathogenuninfected, uninfectedinfection, infectiontransplantation, transplantationmice, micemicrobiota, microbiotametronidazole
Metabolomics: Multi-tissue analysis exploring disruption of the gut-brain axis caused by bacterial infection and treatment
Multi-tissue analysis exploring disruption of the gut-brain axis caused by Olga Deda ; Emily G Armitage ; Melina Kachrimanidou ; Neil Loftus ; Helen Gika bacterial infection and treatment 1 2 3 2 1 1School of Medicine and CIRI BIOMIC_AUTh,…
Klíčová slova
spectrum, spectrumfaecal, faecalhilic, hilicgut, gutlibrary, libraryacetylcarnitine, acetylcarnitinecaecal, caecalcreatine, creatineuninfected, uninfectedcytidine, cytidineuntreated, untreatedreverse, reverseextracts, extractsbrain, brainmetronidazole
LC-MS and GC-MS metabolite data processing using Mass Profiler Professional, a chemometric data analysis and visualization tool to determine metabolomic pathways
Introduction Metabolomics in combination with proteomics and genomics helps to better understand biological processes. In this study, the effect of rapamycin drug on HEK cell line is looked at the view point of all three Omics. Rapamycin is an immunosuppresant…
Klíčová slova
down, downlcms, lcmsgcms, gcmsadenylic, adenylicgenomics, genomicsnicotinamide, nicotinamideadenosine, adenosineacid, acidmonophosphate, monophosphatepathways, pathwaysproteomics, proteomicsacetylserine, acetylserinemetabolite, metabolitetreated, treatedfold
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.