Метаболомикаи ҳадафноки васеъ, як равиши таҳлилии фарогир аст, ки имкон медиҳад шумораи зиёди метаболитҳои хурдмолекула дар як озмоиш скрининг шуда, фаровонии нисбии онҳо тавассути гузаришҳои қаблан муайяншудаи масс-спектрометрӣ муқоиса карда шавад. Дар ин таҳқиқот се навъи зағири қаҳваранг ва се навъи зағири зард дар ду минтақаи гуногуни парвариш — Lanzhou New Area ва Baiyin Jingtai — арзёбӣ шуданд; экстрактҳои аз тухмҳои пурра омодашуда бо UPLC-ESI-MS/MS ва усули мониторинги реаксияҳои сершумор (Multiple Reaction Monitoring, MRM) таҳлил гардиданд. Дар маҷмӯъ 1456 метаболит муайян шуд ва маълум гардид, ки фарқиятҳои равшантарини байни гурӯҳҳои зард ва қаҳваранг махсусан дар флавоноидҳо ва кислотаҳои фенолӣ мутамарказанд.
Таҳқиқот се навъи қаҳваранг — Russian-3 (227), Longya 15 (141) ва Shuangya 15 (175) — ро бо се навъи зард — Baya 21 (YJ2435), zh554 (YJ2414) ва zh232 (YJ2408) — муқоиса кард. Ҳамаи шаш навъ соли 2024 ҳам дар Lanzhou New Area ва ҳам дар Baiyin Jingtai парвариш карда шуданд. Ҳамин тариқ, ба ҷойи муқоисаи танҳо як навъи қаҳваранг ва як навъи зард, устувории намунаи метаболикии байни гурӯҳҳои ранг дар шаш генотип ва ду муҳити гуногун омӯхта шуд.
Аз 1456 метаболит 223-то флавоноид (%15,32), 217-то липид (%14,90), 187-то аминокислота ва ҳосилаҳои онҳо (%12,84), 182-то алкалоид (%12,50), 120-то кислотаи фенолӣ (%8,24), 119-то терпеноид (%8,17), 61-то нуклеотид ва ҳосилаҳои онҳо (%4,20), 58-то кислотаи органикӣ (%3,98), 45-то лигнан (%3,09), 22-то кумарин (%1,51), 9-то хинон (%0,62), 2-то таннин (%0,14), 2-то стероид (%0,14) ва 209-то пайвастагии дигар (%14,35) тасниф шуданд. Флавоноидҳо, кислотаҳои фенолӣ, лигнанҳо, кумаринҳо ва таннинҳо дар маҷмӯъ тақрибан %28,3-и ҳамаи метаболитҳоро ташкил доданд.
Дар ҳар минтақаи парвариш се ҷуфти зард–қаҳваранг муқоиса карда шуд. Дар гурӯҳи Lanzhou мутаносибан 376, 401 ва 429, дар гурӯҳи Jingtai бошад 356, 417 ва 390 метаболити дифференсиалӣ муайян карда шуд. Ҳангоми баррасии пайвастагиҳои полифенолии дар ҳамаи шаш муқоиса муштарак фарқкунанда 31 метаболити умумии дифференсиалӣ, иборат аз 21 флавоноид ва 10 кислотаи фенолӣ муайян карда шуд.
Дар натиҷаи ин сохтори муштарак ва таҳлилҳои иловагӣ, ҳашт метаболит ҳамчун номзадҳое ҷудо шуданд, ки бо гурӯҳҳои ранг робитаҳои махсусан қавӣ ва такроршаванда нишон доданд. Maesopsin 6-β-D-glucopyranoside, phloretin 3′,5′-di-C-glucoside, 3,5-di-galloyl sorbitol, (−)-epigallocatechin, leucocyanidin, (+)-gallocatechin ва gallate дар гурӯҳи қаҳваранг баландтар буданд; дар ҳоле ки аз синфи лигнанҳо demethoxypinoresinol дар гурӯҳи зард баландтар муайян шуд.
ANOVA-и таъсирҳои омехта нишон дод, ки таъсири ранги пӯсти тухм барои ҳамаи ин ҳашт метаболит пас аз ислоҳи FDR аҳамияти оморӣ дорад. Бо вуҷуди ин, дар ҳамин таҳлил таъсири «генотип дар дохили гурӯҳи ранг» низ барои ҳамаи ҳашт метаболит p < 0,05 буд, ки ин ҷузъиёти муҳим нишон медиҳад: фаровонии метаболитро танҳо бо тамғаи ранг шарҳ додан мумкин нест. Аз ин рӯ, ин ҳашт пайвастагӣ «молекулаҳое, ки рангро қатъиян муайян мекунанд» нестанд, балки метаболитҳои номзади вобаста ба ранг мебошанд.
Дар таҳлилҳои роҳҳои KEGG, биосинтези флавоноидҳо, биосинтези флавон/флавонол, биосинтези ҳосилаҳои кислотаи кофеинӣ ва биосинтези ҳосилаҳои кислотаи ферулӣ дар қисми муҳими муқоисаҳо ғанишуда буданд. Муаллифон муҳокима мекунанд, ки махсусан метаболизми фенилпропаноид ва флавоноид метавонад дар фарқияти байни гурӯҳҳои зағири қаҳваранг ва зард нақши марказӣ дошта бошад. Аммо азбаски таҳқиқот экспрессияи ген ё фаъолияти ферментро мустақим чен накардааст, дақиқ нишон дода нашудааст, ки ҷараёни метаболикӣ тавассути кадом фермент тағйир меёбад.
Дар таҳлили коррелятсия, қисми муҳими пайвастагиҳои фенолие, ки дар гурӯҳи қаҳваранг ғанӣ буданд, бо кислотаи олеинӣ ва дар баъзе ҳолатҳо бо миқдори сафеда робитаи мусбат нишон доданд; demethoxypinoresinol, ки дар гурӯҳи зард баланд буд, бо кислотаи линоленӣ робитаи мусбат нишон дод. Инҳо робитаҳои оморӣ мебошанд; онҳо исбот намекунанд, ки як метаболит сатҳи кислотаи равғанӣ ё сафедаро мустақиман зиёд мекунад.
Ҳадди асосии тафсир: Таҳқиқот хулосаи «зағири қаҳваранг барои саломатии инсон аз зағири зард беҳтар аст»-ро озмоиш накардааст. Ин кор озмоиши ғизоӣ ё мудохилаи клиникӣ нест, балки таҳқиқоти метаболомикаи растанӣ мебошад, ки метаболитҳои тухмҳоро муқоиса мекунад. Илова бар ин, заминаҳои умумии генетикии шаш навъ фарқ мекунанд, таҳқиқот танҳо як мавсими парваришро фаро мегирад ва ранги пӯст ба ҷойи колориметрияи миқдорӣ бо категорияи визуалӣ тасниф шудааст. Аз ин рӯ, гарчанде робитаҳои метаболит–ранг қавӣ бошанд ҳам, механизми сабабии ташаккули ранг ҳанӯз исбот нашудааст.
Масъалае, ки таҳқиқот мехоҳад ҳал кунад, чист?
Тухми зағир (Linum usitatissimum L.) маҳсулоти кишоварзиест, ки кислотаҳои равғанӣ, сафеда, нах, лигнанҳо ва шумораи зиёди пайвастагиҳои фенолӣ дорад. Гарчанде навъҳои тухмии қаҳваранг ва зард аз рӯйи ранги намоён ба осонӣ фарқ карда мешаванд, мувофиқати ин фарқи фенотипӣ дар сатҳи тамоми метаболом ба қадри кофӣ шарҳ дода нашудааст.
Таҳқиқоти қаблӣ дар тухми зағир махсусан ба ҷузъҳои муайян, монанди кислотаи α-линоленӣ ва лигнанҳо, тамаркуз кардаанд. Баръакс, таҳқиқоте, ки садҳо ё ҳазорҳо метаболитро ҳамзамон баррасӣ карда, имзои метаболикии гурӯҳҳои гуногуни рангро муқоиса мекунанд, маҳдудтаранд. Ҳадафи ин таҳқиқот муайян кардани он аст, ки кадом синфҳои метаболит дар навъҳои зард ва қаҳваранг ба таври систематикӣ ҷудо мешаванд ва оё ин ҷудошавӣ дар ду муҳити гуногуни парвариш нигоҳ дошта мешавад.
Метаболомикаи Ҳадафноки Васеъ Чист?
Равиши метаболомикаи ҳадафноки васеъ, ки дар ин таҳқиқот истифода шудааст, ба ҷойи танҳо скрининги умумӣ дар байни ҳазорҳо сигнали эҳтимолӣ, аз пойгоҳи васеи метаболитҳо ва гузаришҳои муайяншудаи масс-спектрометрӣ истифода бурда, шумораи зиёди метаболитҳоро дар як платформа пайгирӣ мекунад; дар ин ҷо ченкунӣ бо ҷудокунии хроматографӣ тавассути UPLC, ионизатсия тавассути ESI ва масс-спектрометрияи асосёфта ба MRM дар дастгоҳи QTRAP 6500+ анҷом дода шуда, муқоисаи фаровонӣ асосан аз рӯйи масоҳати қуллаҳои хроматографӣ гузаронида шудааст.
Аз ин рӯ, ибораҳои «консентратсияи метаболит баландтар аст» дар мақола набояд бо консентратсияҳои мутлақи кимиёвии калибршуда, монанди mg/g, омехта карда шаванд. Бахши усулҳо фаровонии метаболитро асосан аз рӯйи масоҳати қуллаҳои хроматографии ислоҳшуда муқоиса мекунад ва меҳвари y-и Figure 5 низ ҳамчун миқдори нисбӣ/масоҳати қулла таъриф шудааст.
Дар таҳқиқот кадом навъҳои тухми зағир истифода шуданд?
| Ранги пӯсти тухм | Навъ | Рамзи таҳқиқот |
|---|---|---|
| Қаҳваранг | Russian-3 | 227 |
| Қаҳваранг | Longya 15 | 141 |
| Қаҳваранг | Shuangya 15 | 175 |
| Зард | Baya 21 | YJ2435 |
| Зард | zh554 | YJ2414 |
| Зард | zh232 | YJ2408 |
Нақши ду минтақаи парвариш чист?
Ҳамаи шаш навъ дар ду минтақа парвариш карда шуданд:
- Lanzhou New Area: 103°57′ E, 36°16′ N.
- Baiyin Jingtai: 104°07′ E, 37°18′ N.
Манбаъ барои Lanzhou New Area дар номи намунаҳо рамзи QC, ва барои Jingtai рамзи JT -ро истифода мебарад. Дар ин ҷо як омехтагии истилоҳӣ вуҷуд дорад, ки бояд ба он диққат дод: намунаҳои назорати сифати метаболомикӣ низ аз сабаби ибораи англисии «quality control» бо QC номида мешаванд. Рамзи ҷойгиршавии «QC» дар номи намуна, масалан QC227, набояд бо «QC sample» ба маънои назорати аналитикии сифат омехта шавад.
Шароити саҳроӣ ба таври сунъӣ назорат карда нашудааст. Дар ҳар минтақа обёрӣ, нуриандозӣ ва идоракунии ҳашароти зараррасон бо амалҳои стандартии агрономӣ анҷом дода шуд. Манбаъ бо такя ба сабтҳои дарозмуддати иқлимӣ қайд мекунад, ки Jingtai бо ҳарорати миёнаи солонаи тақрибан 8,5 °C ва боришоти солонаи 185 mm нисбат ба Lanzhou бо тақрибан 10,5 °C ва 320 mm сардтар ва хушктар аст. Инҳо сабтҳои мукаммали оммавии дастгоҳӣ барои соли таҳқиқот нестанд, балки арзишҳои тахминианд, ки барои шарҳи хусусияти дарозмуддати иқлими минтақаҳо оварда шудаанд.
Муҳаққиқон кӯшиш накардаанд, ки фарқияти муҳити зистро аз байн баранд; онҳо ин фарқиятро ҳамчун қисми таҳқиқот истифода бурданд, то арзёбӣ кунанд, ки оё ҳамон метаболитҳои вобаста ба ранг дар ду муҳити мухолиф дубора пайдо мешаванд.
Чаро тамоми тухм таҳлил карда шуд?
Мушоҳидаҳои ранг ва таҳлилҳои метаболомикӣ бо тухми солими пурра анҷом дода шуданд. Манбаъ инро чунин шарҳ медиҳад: фарқи намоёни ранг асосан аз пӯсти тухм ба вуҷуд меояд ва пӯстро бе тағйир додани профили метаболит аз эндосперм ба осонӣ ҷудо кардан мумкин нест.
Омодасозии намуна чӣ гуна анҷом дода шуд?
Пас аз дур кардани тухмҳои осебдида ва маводи бегона, намунаҳо хушк карда шуда, 63 соат лиофилизатсия карда шуданд. Лиофилизатсия усули хушккунист, ки бо хориҷ кардани об аз намунаи яхкарда дар фишори паст тағйирёбии метаболитҳоро ҳангоми коркард кам карданро ҳадаф мегирад.
Намунаҳои хушкшуда дар осиёби MM 400 бо 30 Hz, 1,5 дақиқа майда карда шуданд. Дар ҳар экстраксияи метаболомикӣ 50 mg хокаи намуна истифода шуда, ба он 1200 µL %70 метанол–об омехтаи пешакӣ хунукшуда илова карда шуд.
Маҳлули экстраксия инчунин стандарти дохилӣ дорад. Манбаъ мегӯяд, ки маҳлули стандартӣ бо 1 mg/mL омода ва бо %70 метанол то 250 µg/mL тунук карда шудааст; аммо дар матни асосии усулҳо шахсияти кимиёвии стандарти дохилӣ ба таври возеҳ дода нашудааст. Аз ин рӯ, Verianla номи ягон пайвастагиро илова накардааст.
Омехта шаш маротиба, ҳар дафъа 30 сония, вортекс карда шуд ва ин амал ҳар 30 дақиқа такрор гардид. Сипас бо дастгоҳи Eppendorf 5810 R центрифугонӣ анҷом дода шуда, қабати болоӣ гирифта ва аз филтри мембранавии 0,22 µm гузаронида, ба вали UPLC-MS/MS интиқол дода шуд.
Ёддошти такрорпазирӣ: Матни асосии усулҳо суръат/қувваи g, давомнокӣ ва ҳарорати ин центрифугакунии экстраксияро ба таври возеҳ гузориш намедиҳад. Verianla ин параметри нопурраро пур накардааст.
UPLC чӣ вазифа иҷро мекунад?
Хроматографияи моеъии ултрабаландсамаранок (UPLC), шумораи зиёди молекулаҳои дохили экстрактро бо назардошти таъсири мутақобилаи онҳо бо колонна дар тӯли вақт аз ҳам ҷудо мекунад. Дар ин таҳқиқот системаи ExionLC AD ва колоннаи Agilent SB-C18 истифода шуданд. Андозаи зарраҳои колонна 1,8 µm, диаметри дохилӣ 2,1 mm ва дарозӣ 100 mm аст.
Фазаи мобилии A — %0,1 кислотаи формикӣ дар оби ултрасоф; фазаи мобилии B бошад ацетонитрил бо %0,1 кислотаи формикӣ мебошад. Дар оғоз ҳиссаи B %5 аст. Дар 9 дақиқаи аввал то %95 баланд карда шуда, 1 дақиқа дар %95 нигоҳ дошта шуд, байни 10,00–11,10 дақиқа боз то %5 паст карда шуда, то дақиқаи 14 дар %5 мувозинат карда шуд.
| Параметр | Арзиш |
|---|---|
| Системаи UPLC | ExionLC AD |
| Колонна | Agilent SB-C18, 1,8 µm, 2,1 × 100 mm |
| Фазаи мобилии A | %0,1 кислотаи формикӣ / оби ултрасоф |
| Фазаи мобилии B | %0,1 кислотаи формикӣ / ацетонитрил |
| Суръати ҷараён | 0,35 mL/дақиқа |
| Ҳарорати колонна | 40 °C |
| Ҳаҷми тазриқ | 2 µL |
| Барномаи умумӣ | 14 дақиқа |
ESI-QTRAP-MS ва MRM чӣ кор мекунанд?
Молекулаҳое, ки аз хроматография мебароянд, тавассути ионизатсияи электроспрей (Electrospray Ionization, ESI) ба ионҳои заряднок табдил дода мешаванд. Дар таҳқиқот ҳарорати манбаи ион 500 °C, шиддати пошиши режими иони мусбат +5500 V ва режими иони манфӣ −4500 V муқаррар карда шуд.
Арзишҳои gas I, gas II ва curtain gas-и манбаи ион мутаносибан 50, 60 ва 25 psi мебошанд. Ионизатсияи ба бархӯрд вобаста дар танзими баланд истифода шуда, гази бархӯрд нитроген буд.
MRM, як техникаи масс-спектрометрияи ҳадафнок аст, ки ба пайгирии ҳамзамони иони пешгузашта ва иони маҳсулоти хоси аз он ҳосилшуда асос меёбад. Квадруполи Q1 иони пешгузаштаи интихобшударо мегузаронад. Ин ион дар ҳуҷайраи бархӯрд пора мешавад; Q3 бошад иони маҳсулоти интихобшударо мегузаронад. Ҳамин тавр, барои шумораи зиёди метаболитҳои маълум ё дар пойгоҳи додаҳо муайяншуда ҳамзамон сигнали интихобӣ пайгирӣ мешавад.
Rt, Q1, Q3 ва фрагментҳои асосӣ чӣ маъно доранд?
Манбаъ дар Table 1 барои 31 метаболити умумии дифференсиалӣ маълумоти зерини шахсияти таҳлилиро медиҳад:
| Соҳа | Маъно |
|---|---|
| Rt | Retention time; вақти баромадани метаболит аз колоннаи хроматографӣ, дақиқа |
| Q1 | Арзиши вобаста ба масса/заряди иони пешгузаштаи дар квадруполи аввал интихобшуда |
| Q3 | Иони маҳсулоти хосе, ки пас аз порашаваӣ пайгирӣ мешавад |
| Main Fragments | Ионҳои муҳими фрагментӣ, ки ҳангоми MS/MS дида мешаванд |
| Molecular Weight | Вазни молекулавӣ |
| Ionization Model | Навъи ионе, ки дар ионизатсияи мусбат ё манфӣ пайгирӣ мешавад; масалан [M+H]+ ё [M−H]− |
| Formula | Формулаи молекулавии кимиёвӣ |
| Class II | Зерсинфи кимиёвии метаболит |
Манбаъ баъзе пайвастагиҳои бо ситорача ишорашударо дар Table 1 дар асоси намунаҳои порашаваии MS/MS ва муқоисаҳои истинодӣ ҳамчун ба таври путативӣ муайяншуда қайд мекунад. Аз ин рӯ, барои ҳамаи 31 сабт сатҳи якхелаи қатъияти муайянкунии сохторӣ набояд фарз карда шавад.
Метаболитҳо чӣ гуна миқдорӣ карда шуданд?
Q1 бо интихоби ионҳои пешгузаштаи ҳадафӣ дахолати ионҳои ғайриҳадафиро кам кард; ионҳои пешгузашта дар бархӯрд пора шуданд ва ионҳои хоси маҳсулот тавассути Q3 пайгирӣ гардиданд. Барои ҳар метаболит масоҳати қуллаи хроматографӣ интегратсия ва масоҳатҳои қулла байни намунаҳои гуногун ислоҳ карда шуданд.
Ин усул барои муқоисаи фаровонии нисбии метаболитҳо дар дохили таҳқиқот истифода шудааст. Дар мақола барои ҳамаи 1456 метаболит хатҳои калибровкаи мутлақи mg/g дар асоси стандартҳои сертификатсияшуда гузориш нашудаанд.
Оё Тухми Зағири Қаҳваранг Мувофиқи Ин Таҳқиқот Солимтар Аст?
Не; ин таҳқиқот натиҷаҳои саломатӣ, хатари беморӣ ё бартарии ғизоии тухми зағири зард ва қаҳварангро дар одамон муқоиса накардааст. Таҳқиқот фаровонии метаболитҳоро дар гурӯҳҳои гуногуни ранг омӯхтааст; баландтар будани баъзе пайвастагиҳои фенолӣ дар гурӯҳи қаҳваранг худ аз худ маънои «солимтар» ё «серғизотар» буданро надорад.
Синфҳои 1456 метаболит
| Синфи метаболит | Шумора | Ҳисса аз маҷмӯъ (%) |
|---|---|---|
| Флавоноидҳо | 223 | 15,32 |
| Липидҳо | 217 | 14,90 |
| Аминокислотаҳо ва ҳосилаҳои онҳо | 187 | 12,84 |
| Алкалоидҳо | 182 | 12,50 |
| Кислотаҳои фенолӣ | 120 | 8,24 |
| Терпеноидҳо | 119 | 8,17 |
| Нуклеотидҳо ва ҳосилаҳои онҳо | 61 | 4,20 |
| Кислотаҳои органикӣ | 58 | 3,98 |
| Лигнанҳо | 45 | 3,09 |
| Кумаринҳо | 22 | 1,51 |
| Хинонҳо | 9 | 0,62 |
| Таннинҳо | 2 | 0,14 |
| Стероидҳо | 2 | 0,14 |
| Пайвастагиҳои дигар | 209 | 14,35 |
Дар ҳар гурӯҳи намуна чанд метаболит муайян шуд?
| Гурӯҳ | Шумораи метаболитҳо |
|---|---|
| QC227 | 1329 |
| QC175 | 1348 |
| QC141 | 1341 |
| QC YJ2408 | 1338 |
| QC YJ2414 | 1313 |
| QC YJ2435 | 1288 |
| JT227 | 1348 |
| JT175 | 1355 |
| JT141 | 1346 |
| JT YJ2408 | 1352 |
| JT YJ2414 | 1307 |
| JT YJ2435 | 1323 |
PCA чиро нишон медиҳад?
Таҳлили Ҷузъҳои Асосӣ (Principal Component Analysis, PCA), усули беназоратест, ки самтҳои асосии вариатсияро дар маълумоти бисёрченакаи метаболитӣ бе истифодаи тамғаҳои гурӯҳӣ барои сохтани натиҷа ҷамъбаст мекунад. Агар ҳар метаболит ҳамчун як ченаки алоҳида тасаввур шавад, PCA ин сохтори хеле баландченака ро ба чанд ҷузъ фишурда, дидани монандиҳо ва фарқиятҳои умумӣ байни намунаҳоро осон мекунад.
Дар намунаҳои Lanzhou, PC1 %24,48-и вариатсияи умумӣ ва PC2 %14,27-ро шарҳ дод; ҳарду якҷоя %38,75-ро шарҳ доданд. Дар намунаҳои Jingtai, PC1 %24,10, PC2 %15,05 ва дар маҷмӯъ %39,15 вариатсияро шарҳ доданд. Наздик кластер шудани се такрори биологӣ дар дохили як навъ аз ҷониби манбаъ бо такрорпазирии хуб алоқаманд карда шудааст.
HCA чиро нишон медиҳад?
Таҳлили Кластерии Иерархӣ (Hierarchical Clustering Analysis, HCA), намунаҳоеро, ки профилҳои метаболитии ба ҳам монанд доранд, қадам ба қадам кластер мекунад. Манбаъ гузориш медиҳад, ки дар харитаи гармии асосёфта ба ҳамаи 1456 метаболит шаш навъ ҷудо шудаанд ва гурӯҳҳои қаҳваранг/зард гурӯҳбандии возеҳ нишон медиҳанд.
Якҷоя кластер шудани баъзе навъҳои як гурӯҳи ранг дар локацияҳои гуногун аз ҷониби муаллифон ҳамчун мушоҳидае шарҳ дода шудааст, ки метавонад нишон диҳад таъсири генетикӣ аз таъсири муҳитӣ бартарӣ дорад. Бо вуҷуди ин, азбаски таҳқиқот танҳо як мавсим ва шаш генотипро дар бар мегирад, ин тафсирро ба тамоми гуногунии генетикии зағир умумӣ кардан мумкин нест.
Чаро OPLS-DA аз PCA фарқ мекунад?
Таҳлили Дискриминантии Ортогоналии Қисман Камтарин Квадратҳо (Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis, OPLS-DA), бар хилофи PCA, тамғаҳои синфии муқоисашавандаро истифода мебарад ва кӯшиш мекунад тағйирёбандаҳои метаболикиеро муайян кунад, ки ҷудошавии байни ду гурӯҳро беҳтарин шарҳ медиҳанд. Аз ин рӯ, он усули назоратшаванда аст.
Манбаъ барои шаш ҷуфти алоҳидаи зард–қаҳваранг модели OPLS-DA сохтааст:
| Муқоиса | R²X | R²Y | Q² |
|---|---|---|---|
| QC YJ2435 vs. QC227 | 0,712 | 1,000 | 0,956 |
| QC YJ2414 vs. QC141 | 0,671 | 1,000 | 0,943 |
| QC YJ2408 vs. QC175 | 0,660 | 1,000 | 0,965 |
| JT YJ2435 vs. JT227 | 0,675 | 1,000 | 0,953 |
| JT YJ2414 vs. JT141 | 0,648 | 1,000 | 0,960 |
| JT YJ2408 vs. JT175 | 0,767 | 0,997 | 0,936 |
R²X, бо қисми вариатсияи X дар матритсаи маълумоти метаболитӣ, ки модел шарҳ медиҳад; R²Y, бо шарҳ дода шудани посухи синфӣ; Q² бошад бо самаранокии пешгӯии модели асосёфта ба санҷиши салибӣ алоқаманд аст. Манбаъ арзишҳои R²Y ва Q²-ро дар ҳамаи моделҳо болотар аз 0,9 ҳамчун нишондиҳандаи кори қавии модел шарҳ дода ва дар маводи иловагӣ OPLS-DA permutation plot-ҳоро пешниҳод кардааст.
Интихоби метаболитҳои дифференсиалӣ чӣ гуна анҷом дода шуд?
Ин ифода шакли якҷоя навишташудаи меъёрҳои скрининги метаболитҳои дифференсиалӣ дар мақола аст; манбаъ онро ҳамчун муодилаи алоҳидаи рақамгузоришуда пешниҳод намекунад.
VIP (Variable Importance in Projection), ченаки аҳамияти саҳми як метаболит дар ҷудокунии гурӯҳҳо дар модели OPLS-DA мебошад. Манбаъ танҳо метаболитҳои дорои VIP ≥ 1-ро ба скрининги номзадҳо дохил кардааст.
FC (fold change), таносуби фаровонии метаболит байни ду гурӯҳро ифода мекунад. Шарти \(|\log_2(FC)| \geq 1\) аз ҷиҳати математикӣ маънои онро дорад, ки таносуби фаровонӣ дар як самт ҳадди ақал 2 маротиба ё дар самти баръакс ҳадди аксар нисф бошад. Муайян шудани афзоиш нисбат ба кадом гурӯҳ аз самти муқоиса вобаста аст.
FDR (False Discovery Rate), ҳадаф дорад натиҷаҳои мусбати бардурӯғеро, ки дар таҳлилҳои ҳамзамони садҳо ё ҳазорҳо метаболит аз сабаби муқоисаҳои сершумор пайдо шуда метавонанд, назорат кунад. Таҳқиқот усули Benjamini–Hochberg-ро истифода карда, барои арзиши p-и ислоҳшуда ҳадди 0,05-ро татбиқ кардааст.
Дар шаш муқоиса чанд метаболити дифференсиалӣ ёфт шуд?
| Муқоиса | Ҳамагӣ | Ба самти боло | Ба самти поён |
|---|---|---|---|
| QC YJ2435 vs. QC227 | 376 | 202 | 174 |
| QC YJ2414 vs. QC141 | 401 | 144 | 257 |
| QC YJ2408 vs. QC175 | 429 | 229 | 200 |
| JT YJ2435 vs. JT227 | 356 | 170 | 186 |
| JT YJ2414 vs. JT141 | 417 | 152 | 265 |
| JT YJ2408 vs. JT175 | 390 | 185 | 205 |
Хусусияти муштараки ин натиҷаҳо дар он аст, ки синфҳои аз ҳама равшан фарқкунанда махсусан флавоноидҳо ва кислотаҳои фенолӣ мебошанд. Аз ин рӯ, скрининги муфассали минбаъдаи номзадҳо ба пайвастагиҳои полифенолӣ тамаркуз кард.
Диапазонҳои fold-change дар метаболитҳои полифенолӣ
| Муқоиса | Шумораи полифенолҳои дифференсиалӣ | Диапазони FC |
|---|---|---|
| QC YJ2435 vs. QC227 | 153 | 0,002–35,38 |
| QC YJ2414 vs. QC141 | 177 | 0,002–203,61 |
| QC YJ2408 vs. QC175 | 171 | 0,004–61,51 |
| JT YJ2435 vs. JT227 | 153 | 0,002–514,83 |
| JT YJ2414 vs. JT141 | 214 | 0,001–115,82 |
| JT YJ2408 vs. JT175 | 159 | 0,005–1032,57 |
Оё Ҳашт Метаболит Муайянкунандаҳои Қатъии Ранги Тухми Зағир Ҳастанд?
Не. Ҳашт пайвастагӣ метаболитҳои номзад мебошанд; онҳо гурӯҳҳои зард ва қаҳварангро дар ду локация ба таври қавӣ ҷудо мекунанд ва таъсири ранг дар ANOVA-и таъсирҳои омехта аҳамиятнок боқӣ мондааст. Аммо азбаски заминаҳои генетикии навъҳо фарқ мекунанд, ранг ба таври миқдорӣ чен нашудааст ва озмоиши функсионалии сабабият гузаронида нашудааст, ҳанӯз исбот нашудааст, ки ин пайвастагиҳо ранги пӯсти тухмро мустақим ба вуҷуд меоранд.
Ҳафт метаболите, ки дар гурӯҳи қаҳваранг барҷастаанд
| Метаболит | Диапазони фарқи қаҳваранг/зард, ки дар манбаъ гузориш шудааст | Самти ANOVA |
|---|---|---|
| Maesopsin 6-β-D-glucopyranoside | 10,68–36,40 маротиба | Қаҳваранг ↑ |
| Phloretin 3′,5′-di-C-glucoside | 63,74–207,74 маротиба | Қаҳваранг ↑ |
| 3,5-di-galloyl sorbitol | 52,08–180,09 маротиба | Қаҳваранг ↑ |
| (−)-Epigallocatechin | 4,97–217,17 маротиба | Қаҳваранг ↑ |
| Leucocyanidin | 14,31–518,81 маротиба | Қаҳваранг ↑ |
| (+)-Gallocatechin | 12,45–823,46 маротиба | Қаҳваранг ↑ |
| Gallate | 42,24–510,98 маротиба | Қаҳваранг ↑ |
Манбаъ барои maesopsin 6-β-D-glucopyranoside, phloretin 3′,5′-di-C-glucoside ва 3,5-di-galloyl sorbitol ибораи «танҳо дар тухмҳои қаҳваранг муайян шуд»-ро истифода мебарад, аммо дар ҳамон бахш инчунин диапазонҳои ниҳоии fold-change-ро нисбат ба гурӯҳи зард гузориш медиҳад. Verianla ин ду баёни манбаъро бо фарзияи худ мувофиқ накардааст; ҳадди тафсирро ҳамон гуна, ки дар манбаъ омадааст, нигоҳ доштааст.
Метаболите, ки дар гурӯҳи зард барҷаста аст
Demethoxypinoresinol пайвастагие аз синфи лигнан мебошад. Манбаъ гузориш медиҳад, ки дар муқоисаҳое, ки тухми қаҳваранг ҳамчун назорат қабул шудааст, ин метаболит дар гурӯҳи зард 13,87–28,95 маротиба баландтар буд. Муаллифон пешниҳод мекунанд, ки ин метавонад бо ранги зарди пӯсти тухм алоқаманд бошад, аммо ба таври возеҳ қайд мекунанд, ки гипотеза бояд ба таври таҷрибавӣ ҷудогона тасдиқ карда шавад.
Тасдиқи ANOVA-и таъсирҳои омехта барои ҳашт метаболити номзад
| Метаболит | F-и ранг | p-и ранг | FDR q | p-и локация | p-и ранг × локация | p-и генотип (ранг) | Самт |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Demethoxypinoresinol | 18,27 | <0,001 | <0,001 | 0,056 | 0,213 | 0,047 | Зард ↑ |
| Phloretin 3′,5′-di-C-glucoside | 19,48 | <0,001 | <0,001 | 0,234 | 0,067 | 0,042 | Қаҳваранг ↑ |
| (−)-Epigallocatechin | 15,43 | <0,001 | 0,002 | 0,201 | 0,076 | 0,031 | Қаҳваранг ↑ |
| Maesopsin 6-β-D-glucopyranoside | 13,75 | 0,001 | 0,003 | 0,152 | 0,089 | 0,035 | Қаҳваранг ↑ |
| (+)-Gallocatechin | 12,81 | 0,001 | 0,003 | 0,143 | 0,095 | 0,039 | Қаҳваранг ↑ |
| 3,5-di-galloyl sorbitol | 11,96 | 0,002 | 0,004 | 0,078 | 0,112 | 0,028 | Қаҳваранг ↑ |
| Leucocyanidin | 10,67 | 0,003 | 0,005 | 0,167 | 0,084 | 0,044 | Қаҳваранг ↑ |
| Gallate | 9,84 | 0,004 | 0,006 | 0,189 | 0,102 | 0,038 | Қаҳваранг ↑ |
Ин ҷадвал ҳамзамон се паёми гуногун дорад. Аввал, таъсири ранг дар ҳамаи ҳашт метаболит q < 0,05 аст. Дуюм, таъсири локация ва таъсири ранг × локация дар аксари метаболитҳо аҳамиятнок нестанд. Сеюм ва нуқтае, ки ба осонӣ нодида гирифта мешавад, ин аст, ки таъсири тасодуфии генотип дар дохили гурӯҳи ранг барои ҳамаи ҳашт метаболит p < 0,05 мебошад. Аз ин рӯ, гарчанде гурӯҳҳои ранг равшан ҷудо шаванд ҳам, навъҳои дохили як ранг аз ҷиҳати метаболикӣ комилан яксон нестанд.
Таҳлили KEGG чиро нишон медиҳад?
Таҳлили ғанисозии роҳҳои KEGG, барои арзёбии он истифода шуд, ки метаболитҳои дифференсиалӣ дар кадом роҳҳои биохимиявӣ аз интизор бештар пайдо мешаванд. Мушоҳида шудани ғанисозӣ дар як роҳ маънои онро надорад, ки фаъолияти ҳамаи ферментҳои он роҳ мустақим чен шудааст; ин таҳқиқот аз рӯйи фаровонии метаболитҳо дар сатҳи роҳ робита барқарор мекунад.
| Муқоиса | Шумораи роҳҳои ғанишуда | Роҳҳои аҳамиятноке, ки махсусан дар манбаъ зикр шудаанд |
|---|---|---|
| QC YJ2435 vs. QC227 | 61 | Ҳосилаҳои кислотаи кофеинӣ; флавон/флавонол; биосинтези ҳосилаҳои кислотаи ферулӣ |
| QC YJ2414 vs. QC141 | 66 | Фенилпропаноид; ҳосилаҳои кислотаи кофеинӣ; метаболитҳои гуногуни дуюмдараҷаи растанӣ |
| QC YJ2408 vs. QC175 | 71 | Ҳосилаҳои кислотаи ферулӣ; ҳосилаҳои кислотаи кофеинӣ; флавоноид; биосинтези аргинин |
| JT YJ2435 vs. JT227 | 65 | Флавоноид; флавон/флавонол; биосинтези ҳосилаҳои кислотаи ферулӣ |
| JT YJ2414 vs. JT141 | 65 | Флавоноид; ҳосилаҳои кислотаҳои кофеинӣ ва ферулӣ; изофлавоноид; метаболитҳои гуногуни дуюмдараҷа |
| JT YJ2408 vs. JT175 | 63 | Биосинтези флавоноид ва флавон/флавонол |
Биосинтези флавоноидҳо ва биосинтези флавон/флавонол дар бисёр муқоисаҳо такрор шуданд. Манбаъ роҳи флавоноидро бо метаболизми фенилпропаноид алоқаманд мекунад; ферментҳоеро ба монанди chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flavanone 3-hydroxylase (F3H) ва flavonol synthase (FLS) ҳамчун заминаи биохимиявӣ муҳокима мекунад.
Аммо дар ин таҳқиқот экспрессияи ген ё фаъолияти ферментии CHS, CHI, F3H ё FLS мустақим чен нашудааст. Аз ин рӯ, манбаъ натиҷае ба монанди «фаъолияти CHS дар тухми қаҳваранг зиёд шуд»-ро нишон надодааст.
Rich Factor дар Figure 6 чӣ гуна хонда мешавад?
Дар меҳвари воқеии графикии Figure 6-и манбаъ, меҳвари x ҳамчун “Rich Factor” нишон дода шудааст ва андозаи ҳубоб бо «Count» масштаб карда мешавад. Дар муқобил, шарҳи фигураи манбаъ меҳвари уфуқиро ҳамчун «impact factor (bubble size)» тавсиф мекунад. Азбаски ин ду нишондиҳӣ як чиз нестанд, Verianla ҳеҷ кадомашро бесадо ба дигараш табдил надодааст. Хулосаи боэътимоди илмии натиҷаҳои KEGG аз рӯйи номҳои роҳҳои ғанишуда ва ҳадди p < 0,05, ки дар матни манбаъ ба таври возеҳ дода шудаанд, тартиб дода шудааст.
Таҳлили коррелятсия чиро нишон дод?
Таҳқиқот ҳашт метаболити номзадро бо ранги пӯсти тухм ва инчунин бо хусусиятҳои сифатӣ, аз ҷумла кислотаҳои пальмитинӣ, стеаринӣ, олеинӣ, линолӣ ва линоленӣ; миқдори равған; миқдори сафеда ва миқдори лигнан муқоиса кардааст.
Дар рамзгузории манбаъ demethoxypinoresinol бо ранги пӯсти тухм коррелятсияи қавии мусбат ва бо кислотаи линоленӣ коррелятсияи аҳамиятноки мусбат нишон дод. Ҳафт метаболити дигар бо ранги пӯсти тухм коррелятсияи қавии манфӣ нишон доданд. Бояд дар хотир дошт, ки тафсири ин аломатҳо аз рамзгузории истифодашудаи ранг вобаста аст; манбаъ ин робитаҳоро дар заминаи фарқияти метаболикии зард/қаҳваранг шарҳ медиҳад.
(+)-Gallocatechin бо кислотаи олеинӣ ва миқдори сафеда робитаҳои қавии мусбат нишон дод. (−)-Epigallocatechin ва leucocyanidin низ бо кислотаи олеинӣ ва сафеда робитаи қавии мусбат доштанд. Phloretin 3′,5′-di-C-glucoside, maesopsin 6-β-D-glucopyranoside, 3,5-di-galloyl sorbitol ва gallate бошад бо кислотаи олеинӣ коррелятсияҳои хеле қавии мусбат нишон доданд.
Оё Коррелятсияи Метаболит–Ранг Маънои Сабабиятро Дорад?
Не. Пайваста баландтар ёфт шудани як метаболит дар тухмҳои қаҳваранг ё зард худ аз худ исбот намекунад, ки он метаболит ранги пӯсти тухмро ба вуҷуд меорад; худи таҳқиқот қайд мекунад, ки барои нишон додани сабабияти мустақим озмоишҳои функсионалӣ, ба монанди маводи аз ҷиҳати генетикӣ назоратшуда, трансформатсияи генетикӣ ё бозсозии пигмент in vitro, заруранд.
Полифенолҳо чӣ гуна метавонанд ба ранги қаҳваранг таъсир расонанд?
Манбаъ бо такя ба адабиёти мавҷуда оид ба пигментацияи растанӣ муҳокима мекунад, ки флавоноидҳо ва пайвастагиҳои фенолӣ метавонанд ба равандҳои муштараки пигментация ё ко-пигментация саҳм гузоранд. Хусусан пешниҳод шудааст, ки ҳафт пайвастагии флавоноидӣ/фенолии вобаста ба қаҳваранг метавонанд якҷоя ҳамчун ко-пигментҳои муҳим амал кунанд; ин як гипотеза мебошад.
Ин тафсир дар таҳқиқот бо озмоиши мустақими бозсозии пигмент санҷида нашудааст. Аз ин рӯ, ба ҷойи «ин ҳафт метаболит ранги қаҳварангро ба вуҷуд меоранд», баёни «ин ҳафт метаболит бо ранги қаҳваранг робитаи қавӣ доранд ва номзадҳое ҳастанд, ки метавонанд ба механизми ко-пигментация саҳм гузоранд» ба ҳадди манбаъ мувофиқтар аст.
Метаболизми лигнан дар тухмҳои зард чӣ маъно дошта метавонад?
Demethoxypinoresinol дар гурӯҳи зард баландтар буд. Муаллифон инро дар заминаи самтгирии эҳтимолии метаболикӣ ба биосинтези лигнан ва муштарак будани прекурсорҳо бо биосинтези флавоноид муҳокима мекунанд. Аммо барои нишон додани он, ки ҷараёни карбон воқеан ҳамин тавр тағйир ёфтааст, транскриптомика, фаъолияти фермент ё таҳлили ҷараёни изотопӣ анҷом дода нашудааст.
Чаро дар Figure 5 Duncan, аммо дар Table 2 Tukey дида мешавад?
Шарҳи Figure 5-и манбаъ қайд мекунад, ки барои муқоисаи миқдори нисбии 31 метаболити фенолӣ дар гурӯҳҳои гуногуни cultivar–location санҷиши Duncan истифода шудааст. Дар муқобил, таҳлили тасдиқи номзадҳо бо таъсирҳои омехта дар бахши усулҳо барои метаболитҳое, ки таъсири ранг дар онҳо аҳамиятнок аст, Tukey HSD post hoc-ро муайян мекунад. Инҳо қабатҳои гуногуни таҳлили оморӣ мебошанд; аммо протоколи муфассали санҷиши Duncan дар бахши асосии усулҳо алоҳида шарҳ дода нашудааст.
Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад
- Дар шаш навъи зағир дар маҷмӯъ 1456 метаболит муайян карда шуд.
- Гурӯҳҳои қаҳваранг ва зард аз рӯйи профилҳои метаболомӣ фарқ карданд.
- Флавоноидҳо ва кислотаҳои фенолӣ дар байни метаболитҳои дифференсиалӣ махсусан муҳиманд.
- Дар шаш муқоисаи ҷуфтӣ дар ду локация 31 метаболити умумии дифференсиалии полифенолӣ муайян карда шуд.
- Ҳашт метаболит байни гурӯҳҳои ранг фарқиятҳои устувор ва аз ҷиҳати оморӣ тасдиқшударо нишон доданд.
- Ҳафт номзад дар гурӯҳи қаҳваранг ва demethoxypinoresinol дар гурӯҳи зард баландтар буданд.
- Таъсири ранги пӯсти тухм барои ҳамаи ҳашт номзад пас аз FDR аҳамиятнок аст.
- Роҳҳои вобаста ба флавоноид, флавон/флавонол, ҳосилаҳои кислотаи кофеинӣ ва ҳосилаҳои кислотаи ферулӣ ғанишавиҳои аҳамиятнок нишон доданд.
- Баъзе метаболитҳо бо нишондиҳандаҳои сифат, ба монанди кислотаи олеинӣ, кислотаи линоленӣ ва миқдори сафеда, коррелятсия нишон доданд.
Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад
- Нишон дода нашудааст, ки тухми зағири қаҳваранг барои одамон аз тухми зағири зард солимтар аст.
- Исбот нашудааст, ки ҳашт метаболит сабаби мустақими ранги пӯсти тухм мебошанд.
- Коррелятсияҳои метаболит–кислотаи равғанӣ ё метаболит–сафеда далели таъсири сабабӣ нестанд.
- Гуфтан мумкин нест, ки ду гурӯҳи ранг танҳо аз рӯйи гени ранг фарқ мекунанд; заминаҳои генетикии онҳо гуногунанд.
- Таҳқиқот устувории бисёрсолаи муҳитиро тасдиқ накардааст.
- Ранги пӯсти тухм бо ченкунии миқдории ранг, ба монанди CIE Lab, фенотипӣ карда нашудааст.
- Ғанишавии KEGG маънои онро надорад, ки фаъолияти ферментҳои дахлдор мустақим чен шудааст.
- Фарқиятҳои масоҳати қуллаҳои нисбӣ барои ҳамаи метаболитҳо маънои консентратсияи мутлақи кимиёвиро надоранд.
- Ҳашт номзадро дар ҳоли ҳозир ҳамчун нишондиҳандаҳои тасдиқшудаи marker-assisted breeding номидан мумкин нест.
Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот
1. Маводи таҷрибавӣ ва тартиби парвариш
Шаш генотип дар ду локация дар шароити табиии саҳро парвариш карда шуда, соли 2024 ҳангоми пухтагӣ ҷамъоварӣ шуданд. Манбаъ истифодаи се такрори биологӣ ва се такрори техникиро қайд мекунад. Матни асосӣ ҷузъиёте, ба монанди андозаи қитъаи саҳро, тарҳи блокҳо ва ҷойгиршавии дақиқи саҳроии такрорҳои биологиро гузориш намедиҳад.
2. Назорати сифати таҳлилӣ
Дар маълумоти UPLC-MS/MS, мувофиқати total ion chromatogram (TIC) ва extracted ion chromatogram (XIC)-и намунаҳои quality-control дар Supplementary Figure S1 арзёбӣ шудааст. TIC барои пайгирии устувории сигнали умумии ион дар тӯли таҳлил; XIC барои пайгирии рафтори хроматографии ионҳои муайян истифода мешавад.
Дар байни се такрори биологӣ барои гурӯҳҳои Lanzhou коэффисиентҳои коррелятсияи R² = 0,965–0,995 ва барои гурӯҳҳои Jingtai R² = 0,890–0,994 гузориш шудаанд. Манбаъ ин натиҷаҳоро бо якхелагии намунаҳо ва такрорпазирии баланди таҳлилӣ алоқаманд кардааст.
3. Муайянкунии метаболитҳо
Метаболитҳо бо пойгоҳи додаҳои хусусии MWDB-и Metware Biotechnology ва пойгоҳҳои оммавии метаболитҳо муайян карда шуданд. Сигналҳои изотопӣ ва сигналҳои аддукт, ба монанди K+, Na+ ва NH4+ , барои кам кардани эҳтимоли ҳисоб шудани як пайвастагӣ ҳамчун чанд метаболити ҷудогона ҳангоми таҳлил аз ҳам ҷудо карда шуданд.
4. Дарвозаи сегонаи скрининги метаболитҳои дифференсиалӣ
Барои он ки метаболит дифференсиалӣ ҳисобида шавад, як меъёр кофӣ нест. Манбаъ ҳамзамон се шартро талаб мекунад: VIP ≥ 1 дар OPLS-DA, абсолютии log2 fold-change ≥ 1 ва p < 0,05 пас аз ислоҳи Benjamini–Hochberg FDR.
Бо ин роҳ ҳадаф аз байн бурдани қисме аз фарқиятҳое мебошад, ки калон ба назар мерасанд, вале аз ҷиҳати оморӣ боэътимод нестанд, инчунин фарқиятҳое, ки аз ҷиҳати оморӣ аҳамиятноканд, вале андозаи биологии хурд доранд.
5. Натиҷаҳои PCA
Дар Lanzhou ду ҷузъи асосии аввал %38,75-и вариатсияи умумиро ва дар Jingtai %39,15-ро шарҳ доданд. Кластерҳои шаш навъ ҷудо шуданд ва се такрори биологии ҳар навъ наздик кластер шуданд.
6. Натиҷаҳои HCA
Харитаи гармии асосёфта ба ҳамаи 1456 метаболит нишон дод, ки байни навъҳо фарқиятҳои метаболикӣ вуҷуд доранд ва гурӯҳҳои қаҳваранг ва зард дар маҷмӯъ ҷудо мешаванд. Манбаъ наздикии намунаҳои як гурӯҳи ранг аз локацияҳои гуногунро ҳамчун дастгирии муҳим будани таъсири генетикӣ шарҳ медиҳад.
7. Натиҷаҳои OPLS-DA
Дар ҳамаи шаш муқоисаи дуҷонибаи OPLS-DA гурӯҳҳои қаҳваранг ва зард дар графикҳои холҳо аз ҳам ҷудо шуданд. Арзишҳои R²Y дар диапазони 0,997–1,000 ва Q² дар диапазони 0,936–0,965 буданд. Манбаъ ин натиҷаҳоро дар баробари устувории баланд ва қудрати пешгӯии модел шарҳ додааст.
8. Фарқияти умумии полифенолӣ
Ҳангоми якҷоя арзёбӣ кардани шаш муқоиса, 31 метаболити умумии дифференсиалии полифенолӣ муайян карда шуд. Аз онҳо 21-то флавоноид ва 10-то кислотаи фенолӣ мебошанд. Table 1-и манбаъ вақти нигоҳдории хроматографӣ, ионҳои Q1/Q3, фрагментҳои муҳим, вазнҳои молекулавӣ, шаклҳои ионизатсия, формулаҳои молекулавӣ ва зерсинфҳои ин пайвастагиҳоро медиҳад.
9. Интихоби ҳашт метаболити номзад
Ҳафт пайвастагӣ дар ҳамаи гурӯҳҳои муқоиса дар тухмҳои қаҳваранг тамоюли баландтар нишон доданд; demethoxypinoresinol дар тухмҳои зард ба таври равшан баланд шуд. Баъдан ин ҳашт пайвастагӣ ба таҳлили коррелятсия бо ранги пӯсти тухм ва дигар хусусиятҳои сифат дохил карда шуда, бо ANOVA-и таъсирҳои омехта дубора тасдиқ шуданд.
10. Чаро ANOVA-и таъсирҳои омехта муҳим аст?
Аз генотипҳои гуногун иборат будани навъҳои зард ва қаҳваранг ҷудо кардани «таъсири ранг»-ро аз фарқияти генотип бо санҷиши оддии ду гурӯҳ душвор мекунад. Аз ин рӯ, таҳқиқот ранги пӯсти тухм ва локацияро ҳамчун таъсирҳои собит, таъсири мутақобилаи ранг × локацияро ҳамчун таъсири собит ва генотипро ҳамчун таъсири тасодуфии дар дохили ранг ҷойгиршуда ба модел дохил кардааст.
Фаровонии метаболитҳо пеш аз таҳлил ба табдили log2 гузаронида шуд; тақсимоти нормалӣ бо Shapiro–Wilk ва якхелагии дисперсия бо санҷиши Levene санҷида шуданд. Барои метаболитҳое, ки таъсири ранг аҳамиятнок буд, муқоисаи Tukey HSD истифода шуда, санҷишҳои сершумор бо Benjamini–Hochberg FDR ислоҳ шуданд. Сатҳи аҳамият α = 0,05 ва барои FDR q < 0,05 буд.
11. Ҷузъиёти нозуке, ки модели омехта нишон медиҳад
Гарчанде аҳамиятнок будани таъсири ранг дар ҳамаи ҳашт номзад муҳим аст, арзишҳои p-и генотип(ранг) дар Table 2 дар диапазони 0,028–0,047 буда, ҳама аз 0,05 пастанд. Ин нишон медиҳад, ки се навъ дар дохили як гурӯҳи ранг низ нусхаҳои комилан якхелаи метаболикӣ нестанд.
Дар муқобил, арзишҳои p-и таъсири асосии локация 0,056–0,234 ва таъсири мутақобилаи ранг × локация 0,067–0,213 мебошанд. Ин натиҷаҳо дастгирӣ мекунанд, ки самти ранги ҳашт номзад дар ду локация нисбатан устувор аст; аммо азбаски танҳо ду майдон ва як сол истифода шудаанд, устувории дарозмуддати муҳитӣ ҳанӯз тасдиқ нашудааст.
12. Ҳадди дурусти натиҷаҳои коррелятсия
Дар графики коррелятсия сурх робитаи мусбат, кабуд робитаи манфиро; дарозшавии эллипс бузургии робитаро; ситорачаҳо аҳамияти омориро нишон медиҳанд. Мувофиқи манбаъ, аломати * сатҳи 0,01 < p < 0,05, аломати ** сатҳи 0,001 < p < 0,01 ва *** сатҳи p < 0,001-ро ифода мекунад.
Ин таҳлил самти ҳамтағйирёбии ҳашт метаболит бо ранг ва хусусиятҳои сифатро нишон медиҳад. Коррелятсияи мусбати метаболит бо кислотаи олеинӣ исбот намекунад, ки он метаболит синтези кислотаи олеиниро зиёд мекунад.
13. Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот
- Ба ҷойи як навъ, се генотипи зард ва се генотипи қаҳваранг истифода шуданд.
- Ҳамин генотипҳо дар ду муҳити гуногуни парвариш омӯхта шуданд.
- Скрининги васеи метаболомӣ, ки 1456 метаболитро дар бар мегирад, анҷом дода шуд.
- Дар интихоби метаболитҳои дифференсиалӣ андозаи таъсир, аҳамияти модел ва FDR якҷоя истифода шуданд.
- Ҳашт метаболити номзад на танҳо ба муқоисаҳои ҷуфтӣ, балки ба модели таъсирҳои омехта низ дохил карда шуданд.
- Робитаҳои байни ранг ва дигар хусусиятҳои сифат инчунин дар сатҳи коррелятсия омӯхта шуданд.
14. Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот
- Таҳқиқот танҳо мавсими парвариши соли 2024-ро фаро мегирад.
- Танҳо ду локацияи парвариш мавҷуд аст.
- Заминаҳои умумии генетикии шаш навъ аз ҳам фарқ мекунанд.
- Хатҳои наздики изогенӣ ё ҷуфтҳои мутантӣ, ки танҳо аз рӯйи ранги пӯсти тухм фарқ мекунанд, истифода нашудаанд.
- Ранги пӯсти тухм ба ҷойи ченкунии миқдории CIE Lab бо арзёбии категориявии визуалӣ тасниф шудааст.
- Азбаски намунаҳо дар экстраксияи метаболомикӣ пурра истифода шуданд, баъдан ченкунии миқдории ранг анҷом дода нашуд.
- Сабтҳои мукаммали оммавии метеорологии дастгоҳӣ барои соли таҳқиқот мавҷуд нестанд.
- Қувваи g, давомнокӣ ва ҳарорати центрифугакунии экстраксия дар матни асосии усулҳо дода нашудаанд.
- Шахсияти кимиёвии стандарти дохилӣ дар матни асосӣ ба таври возеҳ нишон дода нашудааст.
- Масоҳатҳои қуллаи MRM асосан фаровонии нисбиро медиҳанд; барои ҳамаи метаболитҳо миқдоркунии мутлақи mg/g гузориш нашудааст.
- Таҳлилҳои коррелятсионӣ далели сабабияти мустақими биохимиявӣ нестанд.
- Натиҷаҳои KEGG ченкунии экспрессияи ген ё фаъолияти фермент нестанд.
- Метаболитҳои номзад ҳанӯз дар популятсияҳои аз ҷиҳати генетикӣ назоратшуда ба таври функсионалӣ тасдиқ нашудаанд.
Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул
Таҳқиқоти аслӣ: Widely Targeted Metabolomics Reveals Metabolic Differences Between Yellow and Brown Flaxseed Cultivars (Linum usitatissimum L.)
Муаллифон: Wenjuan Li; Jing Sun; Yang Yang; Wei Zhao; Zhao Dang; Yaping Xie; Yanni Qi; Xingrong Wang; Yanjun Zhang; Gang Wang; Nan Lu; Yaming Niu; Zuyu Hu; Limin Wang; Jianping Zhang.
Тартиби муаллифон: Тартиби дар PDF-и манбаъ буда бетағйир нигоҳ дошта шудааст.
Саҳми баробар: Дар PDF-и манбаъ изҳороти ҳаммуаллифи аввал/саҳми баробар дида намешавад.
Муаллифони масъул: Limin Wang ва Jianping Zhang.
Аффилиатсия 1: Institute of Crop Research, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China.
Аффилиатсия 2: Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100193, China.
Аффилиатсия 3: Institute of Western Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Changji 831100, China.
Аффилиатсия 4: Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Innovation in Northwest Cold and Arid Regions, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Lanzhou 730070, China.
Маҷалла: Foods.
Ношир: MDPI.
Ҷилд / шумора / рақами мақола: 15 / 15 / 2690.
DOI: 10.3390/foods15152690.
Сабти расмии нашр: Foods 2026, 15(15), 2690; тавассути сабти DOI дастрас аст.
Ирсол: 17 июни 2026.
Бознигарӣ: 25 июли 2026.
Қабул: 28 июли 2026.
Нашр: 30 июли 2026.
Навъи манбаъ: Таҳқиқоти таҷрибавии метаболомикаи растанӣ ва химияи таҳлилӣ, ки ба маводи саҳроӣ асос ёфтааст.
Вазъи баррасии ҳамтоён: version of record, ки дар маҷаллаи илмии баррасишуда нашр шудааст.
Вазъи preprint: Манбаи боршуда версияи нашршудаи маҷалла мебошад; PDF шахсияти алоҳидаи preprint-ро нишон намедиҳад.
Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).
Муҳаррири академӣ: Mehdi Rahimmalek.
Маблағгузорӣ: National Natural Science Foundation of China (32560491, 32460541, 32360502); Gansu Provincial Science and Technology Programs (24YFNA003, 26CXNA017, 26CXNA016); China Agriculture Research System (CARS-14-1-05); Gansu Provincial Oil Crops Industrial Technology System (GSARS09); Lanzhou Municipal Science and Technology Program (2024-8-48); Research Program of Gansu Academy of Agricultural Sciences (2025GAAS25).
Кумитаи этика: Татбиқ намешавад; озмоиши инсон ё ҳайвон гузаронида нашудааст.
Ризоияти огоҳона: Татбиқ намешавад.
Дастрасии маълумот: Манбаъ хабар медиҳад, ки саҳмҳои аслӣ дар мақола ва Supplementary Material мавҷуданд ва саволҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифони масъул фиристода шаванд.
Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо надоранд.
Сипосгузорӣ: Ба кормандони Institute of Crop Research, Gansu Academy of Agricultural Sciences барои дастгирӣ дар идоракунии саҳро ва ҷамъоварии намунаҳо; ба Metware Biotechnology Co., Ltd. барои дастгирии техникии метаболомика сипосгузорӣ шудааст.
Саҳмҳои муаллифон: Wenjuan Li: таҳқиқот, коркарди маълумот, тарҳи аввал; Limin Wang: таҳқиқот, таҳлили расмӣ, дарёфти маблағгузорӣ; Jing Sun: консептуализатсия, таҳлили расмӣ; Yang Yang: консептуализатсия, роҳнамоӣ; Wei Zhao: тасдиқ; Zhao Dang: таҳлили расмӣ; Yaping Xie: консептуализатсия, таҳлили расмӣ; Yanni Qi: таҳлили расмӣ; Xingrong Wang: дарёфти маблағгузорӣ ва захираҳо; Yanjun Zhang: консептуализатсия ва роҳнамоӣ; Gang Wang: таҳлили расмӣ; Nan Lu, Yaming Niu ва Zuyu Hu: таҳқиқот; Jianping Zhang: консептуализатсия, роҳнамоӣ ва дарёфти маблағгузорӣ.
Маводи иловагӣ: Supplementary Figure S1 графикҳои назорати сифати TIC/XIC-ро; Figure S2 коррелятсияҳои намунаҳоро; Figure S3 PCA-ро; Figure S4 OPLS-DA permutation plot-ҳоро; Figure S5 шумораи синфҳои метаболитҳои дифференсиалиро; Figure S6 диаграммаи Venn-и метаболитҳои умумӣ ва хосро дар бар мегирад. Supplementary Tables S1–S4 мутаносибан маълумоти метаболитҳо, метаболитҳои дифференсиалӣ, полифенолҳои дифференсиалӣ ва фарқиятҳои самтдори метаболит байни қаҳваранг ва зардро дар бар мегиранд.
Ёддошти истилоҳоти дохилии манбаъ: Ихтисораи «QC» дар номҳои намуна ҳамчун рамзи локацияи Lanzhou New Area истифода мешавад, дар ҳоле ки дар заминаи таҳлилӣ инчунин намунаи «quality control»-ро ифода мекунад. Маъно бояд аз контексти ҷумла фарқ карда шавад.
Ёддошти омории Figure 5-и манбаъ: Шарҳи Figure 5 санҷиши Duncan-ро нишон медиҳад. Тасдиқи метаболити номзад бо таъсирҳои омехта дар бахши асосии усулҳо бошад Tukey HSD-ро истифода мебарад. Протоколи муфассали санҷиши Duncan дар бахши асосии усулҳо алоҳида шарҳ дода нашудааст.
Ёддошти намоиши Figure 6-и манбаъ: Дар графикҳои Figure 6 меҳвари уфуқӣ «Rich Factor» номгузорӣ шудааст, дар ҳоле ки матни шарҳ ибораи «impact factor»-ро истифода мебарад ва андозаи ҳубоб дар легендаи визуалӣ ҳамчун «Count» нишон дода шудааст. Verianla ин фарқи дохилиманбаъиро бесадо ислоҳ накардааст.
Ёддошти қатъияти муайянкунӣ: Баъзе метаболитҳои бо ситорача ишорашуда дар Table 1 аз ҷониби манбаъ ҳамчун муайянкунии путативӣ нишон дода шудаанд. Барои ҳамаи номҳои метаболит сатҳи якхелаи тасдиқи сохторӣ набояд фарз карда шавад.
Ёддошти ченкунии ранг: Ранги пӯсти тухм бо таснифи категориявии визуалӣ муайян карда шудааст; CIE Lab ё дигар колориметрияи миқдорӣ истифода нашудааст.
Ҳадди генетикӣ: Навъҳои зард ва қаҳваранг хатҳои наздики изогенӣ нестанд. Гарчанде модели таъсирҳои омехта кӯшиш мекунад таъсири рангро аз генотип ба таври оморӣ ҷудо кунад, барои тасдиқи қатъии сабабияти мустақими байни ранг ва метаболит популятсияҳои аз ҷиҳати генетикӣ назоратшудае лозиманд, ки аз рӯйи ранг ҷудо мешаванд.
Ҳадди муҳитӣ: Таҳқиқот дар ду локация, вале танҳо дар як мавсими парвариш гузаронида шудааст. Тасдиқи бисёрсола ва бисёрлокация анҷом дода нашудааст.
Ҳадди сабабият: Коррелятсияҳои метаболит–ранг ва метаболит–сифат робита нишон медиҳанд; онҳо исбот намекунанд, ки метаболитҳо пигментация ё таркиби ғизоиро мустақим ба вуҷуд меоранд. Манбаъ низ қайд мекунад, ки барои сабабияти мустақим озмоишҳои функсионалӣ, ба монанди трансформатсияи генетикӣ ё бозсозии пигмент in vitro, заруранд.
Ҳадди тафсири саломатӣ: Таҳқиқот ғизои инсон, натиҷаи клиникӣ, таъсири иқтидори антиоксидантӣ дар бадани инсон ё бартарии саломатии тухми зағири қаҳваранг/зардро мустақим озмоиш накардааст.
Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд