2014年7月8号,
Nature genetics
在线发表了
华中农业大学罗杰老师团队
的研究文献“Genome-wide association analyses provide genetic and biochemical insights into natural variation in rice metabolism "该篇研究利用广泛靶向代谢组技术怼529份水稻自然群体进行
mGWAS关联分析
,筛选
具有调节水稻生理和营养重要性的代谢产物的候选基因
。
植物产生大量化学和生物上不同的化合物。植物代谢物不仅对植物本身及其与环境的相互作用很重要,而且作为营养、能量和药物的来源为人类提供了不可或缺的资源。例如,
次生代谢
物如酚酰胺和黄酮类化合物在抵御生物和非生物压力的化学防御中具有不可或缺的作用,黄酮类化合物还对人类的慢性病和某些癌症具有促进健康的作用。
代谢物在数量和质量上的极端变化使植物成为解析生物合成途径和代谢物调节的理想模型
。栽培稻是最重要的作物之一,养活了世界上大约一半的人口。了解水稻等主要作物代谢组自然变异的遗传基础,对于世界粮食供应的质量、可靠性和可持续性至关重要。水稻地方品种从它们的野生祖先进化而来,表现出
高度的遗传多样性
。了解这些不同品种中代谢性状的遗传和生化基础,将为培育对有害压力有更强抵抗力和增强人类营养的优良品种提供重要的见解。
利用
广泛靶向代谢组技术
在529份五叶期水稻(自然群体)中对840个代谢物进行了检测(最终鉴定到277个),基于这些代谢物的群体分层分析可以将529份水稻分为indica和japonica两个亚群;结合代谢组及通过重测序检测到的6428770个SNP位点进行 mGWAS关联分析,筛选了36个能调节具有生理和营养重要性的代谢产物含量的候选基因;通过体外酶活验证和转基因验证鉴定了影响代谢性状的5个候选基因(如:Os02g57760注释为N-甲基转移酶,催化葫芦巴碱生物合成的关键步骤),重构了水稻叶片的代谢网络。
图1:mGWAS分析的曼哈顿图
图2:籼粳亚种间显著基因座和mGWAS遗传结构分析的双基因座互作
图3:
Os02g
57760(O-甲基转移酶)的功能鉴定和可能的位点分配
图4:Os 07g 32060(UDP-葡萄糖基转移酶)的功能注释和可能的位点分配
武汉迈特维尔生物科技有限公司(简称“迈维代谢”)位于武汉国家生物产业基地--光谷生物城,专注于提供领先的代谢组学技术开发及服务。迈维代谢创新了“广泛靶向代谢组”技术,基于“代谢组+基因组+转录组”多组学研究方案,近年来以通讯作者身份在
Cell、Nature Communications 、Nature Genetics 、PNAS
等国际学术期刊发表多篇论文,引领基因组时代的代谢生物学研究新方向。