Dažaidys augu aizsardzeibys teorejis snādz svareigys teoretiskuos nūruodis augu specializātuo metabolisma modeļu izskaidruošonai, tok tūs golvonuos prognozis vys vēļ ir juopuorbauda. Ite mes izmontuojom objektivu tandema masys spektrometrejis (MS/MS) analizi, kab sistematiski izpieteitu tabakys nūvuojinuotūs calmu metabolomu nu atsevišku augu iz populacejom i cīši radnīceigom sugom, i apstruoduojom lelu skaitu masys spektrometriskūs īzeimu teoreju, kas baļsteitys iz salyktim spektrim informacejā. Ītvors, kab puorbaudeitu golvonuos optimaluos aizsardzeibys (OD) i kusteiguo mierķa (MT) teoreju prognozis. Augu metabolomikys informacejis sastuovdaļa atbylst OD teorejai, tok ir pretrunā ar MT teorejis golvonū prognozi par zuolāduoju izraiseitu metabolomikys dinamiku. Nu mikro leidz makro evolucejis mārūgam jasmonata signals tyka identificāts kai golvonais OD nūteiciejs, cikom etilena signals nūdrūsynuoja zuolāduojim specifiskuos atbiļdis preciziešonu, kū anotēja MS/MS molekularais teikls.
Eipašī metaboliti ar dažaidom strukturom ir golvonī augu pīsalāguošonys videi dalinīki, eipaši īnaidnīku aizsardzeibā (1). Augūs sastūpamuo eipašuo metabolisma apbreinojamuo dažaideiba ir stimulējuse godu desmitim ilgus padzilinuotus pietejumus par tuo daudzajim ekologiskūs funkceju aspektim i ir izveiduojuse garu augu aizsardzeibys teoreju sarokstu, kas ir augu i kukaiņu sovstarpeiguos darbeibys evolucejis i ekologiskuo atteisteiba. Empiriskī pietejumi snādz svareigys nūruodis (2). Tok ituos augu aizsardzeibys teorejis nasekuoja hipotetiskuos deduktivuos sprīsšonys normativajam ceļam, kurā golvonuos prognozis beja vīnā analizis leiminī (3) i tyka eksperimentali puorbaudeitys, kab virzeitu iz prīšku nuokamū teoretiskuos atteisteibys cyklu (4). Tehniskī īrūbežuojumi īrūbežoj datu vuokšonu nūteiktom vīlmainis kategorejom i izslādz vysaptverūšu specializātūs vīlmainis analizi, taidā veidā nūvieršūt storpkagoreju saleidzynuošonu, kas ir byutiska teoretiskajai atteisteibai (5). Vysaptverūšu metabolomikys datu tryukums i kūpeigys valūtys, kab saleidzynuotu vīlmainis telpys apstruodis dorba plyusmu storp dažaidom augu grupom, traucej lauka zynuotniskajam brīdumam.
Jaunuokī sasnāgumi tandema masys spektrometrejis (MS/MS) metabolomikys jūmā var vysaptverūši raksturuot vīlmainis izmainis nūteiktys sistemys klada sugom i storp tom, i tūs var apvīnuot ar skaitļuošonys metodem, kab apriekinuotu strukturalū leidzeibu storp itim sarežgeitajim maisejumim. Īprīkšejōs zynōšonas par kimeju (5). Progresivu tehnologeju kombinaceja analizē i skaitļuošonā nūdrūsynoj napīcīšamū ītvoru daudzu vīlmainis daudzveideibys ekologiskuos i evolucejis teorejis prognožu ilgtermeņa puorbaudei. Šenons (6) pyrmū reizi īvīse informacejis teoreju sovā nūzeimeigajā rokstā 1948. godā, līkūt pamatu informacejis matematiskajai analizei, kas ir izmontuota daudzuos cytuos jūmuos, navys tuos suokūtnejā pīlītuojumā. Genomikā informacejis teoreja ir veiksmeigi lītuota, kab kvantitativi nūsaceitu seceibu konservativū informaceju (7). Transkriptomikys pietejumūs informacejis teoreja analizej kūpejuos izmainis transkriptomā (8). Īprīkšejūs pietejumūs mes pīlītuojom informacejis teorejis statistiskū ītvoru metabolomikai, kab apraksteitu audu leimiņa vīlmainis ekspertizi augūs (9). Ite mes apvīnojam iz MS/MS baļsteitu dorba plyusmu ar informacejis teorejis statistiskū ītvoru, kam rakstureiga vīlmainis daudzveideiba kūpejā valūtā, kab saleidzynuotu zuolāduoju izraiseituos metabolomys augu aizsardzeibys teorejis golvonuos prognozis.
Augu aizsardzeibys teoretiskī ītvori parosti ir sovstarpeigi īkļaunūši i tūs var īdaleit divejuos kategorejuos: tī, kas rauga izskaidruot augim rakstureigūs metabolitu sadalejumu, bolstūtīs iz aizsardzeibys funkcejom, par pīmāru, optimaluo aizsardzeiba (OD) (10), kusteigais mierkis (MT) (11) ) I izskots (12) cytu mehaniskū resursu maiņa. pīejameiba ītekmej augu augšonu i specializātūs metabolitu uzakruošonu, par pīmāru, ūgleklis: bareibys vīlu leidzsvora hipoteze (13), augšonys uotruma hipoteze (14 ), augšonys i diferenciacejis leidzsvora hipoteze (15). Divejis teoreju kūpys ir dažaidūs analizis leimiņūs (4). Tok divejis teorejis, kas īkļaun aizsardzeibys funkcejis funkcionalā leiminī, dominej sarunā par augu konstitutivajom i inducejamajom aizsardzeibom: OD teoreja, kas pījam, ka augi īguļdej sovā duorgā kimiskajā aizsardzeibā tik tod, kod ir vajadzeigs, par pīmāru, kod tuos teik uzjimtys. funkceja ir pīškierta (10); MT hipoteze īrūsynoj, ka nav vierzīņa metabolitu mainis ass, bet metabolits mainuos najauši, taidā veidā roda īspieju Traucēt zuolāduojim uzbrukt metaboliskajam “kusteibys mierkim”. Cytim vuordim sokūt, ituos divejis teorejis snādz pretejis prognozis par vīlmainis puorveiduošonu, kas nūteik piec zuolāduoju uzbrukuma: attīceibys storp vīnvierzīņa metabolitu uzakruošonu ar aizsardzeibys funkceju (OD) i navierzeitom vīlmainis izmaiņom (MT) (11 ).
OD i MT hipotezis ītver na viņ izraiseituos izmainis metabolomā, bet ari itūs metabolitu uzakruošonys ekologiskuos i evolucejis sakys, par pīmāru, itūs vīlmainis izmaiņu adaptivuos izmoksys i lobumus konkretā ekologiskajā vidē (16). Koč i obejis hipotezis atzeist specializātūs metabolitu aizsardzeibys funkceju, kas var byut voi navar byut duorgys, golvonuo prognoze, kas atškir OD i MT hipotezis, ir izraiseitūs vīlmainis izmaiņu vierzīņs. Leidz šam vysleluokū eksperimentalū viereibu ir sajāmuse OD teorejis prognoze. Itī testi īkļaun dažaidu specifisku savīnuojumu audu tīšu voi natīšu aizsardzeibys funkceju izpieti syltumneicuos i dobys apstuokļūs, kai ari izmainis augu atteisteibys pūsmā (17-19). Tok leidz šam, partū ka tryukst dorba plyusmys i statistikys ītvoru sevkura organisma vīlmainis daudzveideibys globalai vysaptverūšai analizei, golvonuo atškireibu prognoze storp obejom teorejom (tys ir, vīlmainis izmaiņu vierzīņs) vys vēļ ir juopuorbauda. Ite, mes snādzam taidu analizi.
Vīna nu nūzeimeiguokajom augim rakstureigūs metabolitu eipašeibom ir tūs ekstremuo strukturaluo daudzveideiba vysūs leimiņūs nu atseviškim augim, populacejom leidz leidzeigom sugom (20). Daudzys kvantitativys izmainis specializātajūs metabolitūs var nūvāruot populacejis mārūgā, bet styprys kvalitativuos atškireibys parosti teik saglobuotys sugu leiminī (20). Partū augu vīlmainis daudzveideiba ir golvonais funkcionaluos daudzveideibys aspekts, kas atspīgeļoj pīsalāguošonu dažaidom nišom, eipaši tom nišom, kuruos ir dažaidys eipašu kukaiņu i parostūs zuolāduoju invazejis īspiejis (21). Nu Frenkela (22) revolucionaruo roksta par augim rakstureigūs metabolitu pastuoviešonys īmeslim sovstarpeiguo īdarbeiba ar dažaidim kukainim teik skaiteita par svareigu atlasis spīdīni, i teik skaiteits, ka itei sovstarpeiguo īdarbeiba ir veiduojuse augus evolucejis laikā. Vieļiņas ceļš (23). Starpsugu atškireibys specializātūs metabolitu daudzveideibā var atspīgeļuot ari fiziologiskū leidzsvoru, kas saisteits ar konstitutivū i inducejamū augu aizsardzeibu pret zuolāduoju strategejom, partū ka obejis sugys bīži viņ ir nagativi saisteitys vīna ar ūtru (24). Koč ari var byut izdeveigi vysu laiku uzturēt lobu aizsardzeibu, sovlaiceigys vīlmainis izmainis, kas saisteitys ar aizsardzeibu, dūd skaidrus lobumus, ļaunūt augim pīškiert vierteiguos resursus cytim fiziologiskim īguļdejumim (19, 24) i izavaireit nu vajadzeibys piec simbiozis. Nūdrūšynuojuma bojājumi (25). Pi tam ituos specializātūs metabolitu reorganizacejis, kū izraisa kukaiņu zuolāduoju, var izraiseit iznycynojūšu izplateibu populacejā (26), i var atspīgeļuot tīšus byutisku dabiskūs izmaiņu nūlasejumus jasmonskuobis (JA) signalā, kas var tikt saglobuots populacejā. Augsti i zami JA signali ir kompromiss storp aizsardzeibu pret zuolāduojim i konkurenci ar konkretom sugom (27). Pi tam specializātī metabolitu biosintezis celi evolucejis laikā pīdzeivuos strauju zaudiešonu i transformaceju, kuo rezultatā storp cīši radnīceigom sugom byus naskaidrs vīlmainis sadalejums (28). Itī polimorfismi var dreiži nūsaceit, reagejūt iz zuolāduoju modeļu maineibom (29), kas nūzeimoj, ka zuolāduoju kūpīnu svuorsteibys ir golvonais faktors, kas veicynoj vīlmainis navīndabeigumu.
Ite, mes eipaši atrysynuojom itaidys problemys. (I) Kai zuolāduojs kukaiņs puorkonfigurej augu metabolomu? (Ii) Kaidys ir golvonuos vīlmainis plastiskuma informacejis sastuovdalis, kurys var kvantitativi nūviertēt, kab puorbaudeitu ilgtermeņa aizsardzeibys teorejis prognozis? (Iii) Voi puorprogramēt augu metabolomu uzbruciejam unikalā veidā, ka tai ir, kaida ir augu hormonam lūma konkretys vīlmainis reakcejis pīlāguošonā i kuri metaboliti veicynoj sugys aizsardzeibys specifiku? (Iv) Tai kai daudzu aizsardzeibys teoreju izsaceituos prognozis var paplašynuot iz vysim biologiskūs audu leiminim, mes vaicuojom, cik konsekventa ir izraiseituo vīlmainis reakceja nu īkšejuo saleidzynuojuma leidz storpsugu saleidzynuošonai? Itam mierkim mes asam sistematiski pietejuši tabakys nikotina lopu metabolomu, kas ir ekologiskais paraugaugs ar boguotu specializātu metabolismu, i ir efektivs pret diveju vītejūs zuolāduoju kūneņom, Lepidoptera Datura (Ms) ( Cīši agresivys, golvonūkuort ādamys) Par Solanaceae un Spodoliton kolapu ir 100 doc#1281 . “giņts”, ar Solanaceae saiminīku augim i cytim cytu giņšu i saimu saiminīkim Augu bareiba. Mes analizējom MS/MS metabolomikys spektru i izvylkom informacejis teorejis statistikys aprokstus, kab saleidzynuotu OD i MT teorejis. Izveiduot specifiskuma kartis, kab atkluotu golvonūs metabolitu identitati. Analize tyka paplašynuota iz N. nasi i cīši radnīceigu tabakys sugu vītejū populaceju, kab tuoļuok analizātu kovarianci storp augu hormonu signaliziešonu i OD indukceju.
Kab īgiutu kūpeju karti par zuolāduoju tabakys lopu metaboloma plastiskumu i strukturu, izmontuojom īprīkš izstruoduotu analizis i apriekinu dorba plyusmu, kab vysaptverūši apkūpuotu i atdaleitu augstys izškiertspiejis datu naatkareigus MS/MS spektrus nu augu ekstraktu ( 9). Itei nadiferenciātuo metode (kū sauc par MS/MS) var izveiduot naatkuortuotus salyktūs spektrus, kurūs piec tuo var izmontuot vysom ite apraksteitajom salyktūs leimiņa analizem. Itī dekonvolucionātī augu metaboliti ir vysaidu veidu, kas sastuov nu symtim leidz tyukstūšom metabolitu (ap 500-1000-s/MS/MS ite). Ite mes apsaveram vīlmainis plastiskumu informacejis teorejis ītvorūs i kvantitativi nūviertejam metaboloma daudzveideibu i profesionalitati, bolstūtīs iz vīlmainis frekveņču sadalejuma Šenona entropeju. Izmontojūt īprīkš īvīstū formulu (8), mes apriekinuojom ruodeituoju kūpumu, kū var izmontuot, kab kvantitativi nūsaceitu metabolomu daudzveideibu (Hj ruodeituojs), vīlmainis profila specializaceju (δj ruodeituojs) i vīna metabolita vīlmainis specifiku (Si ruodeituojs) . 100 doc#1349 Bez tam mes izmontōjom relativō attōluma plastiskuma indeksu (RDPI), lai kvantitativi nūsaceitu zuolāduoju metaboloma inducejameibu (1. att. A) (30). Itamā statistikys ītvorā mes MS/MS spektru uztveram kai pamata informacejis vīneibu, i apstruodojam MS/MS relativū daudzumu frekveņču sadalejuma kartē, i piec tam izmontojam Šenona entropeju, kab nu tuo nūviertētu metabolomu daudzveideibu. Metaboloma specializaceju mierej ar vīna MS/MS spektra videjū specifiku. Partū dažu MS/MS klašu daudzuma pīaugums piec zuolāduoju indukcejis teik puorveiduots par spektralū inducejameibu, RDPI i specializaceju, tys ir, δj indeksa pīaugumu, partū ka teik radeiti vairuok specializāti metaboliti i teik radeits augsts Si indekss. Hj daudzveideibys indeksa pazamynuošona atspīgeļoj tū, ka voi nu ir samazynuots generātūs MS/MS skaits, voi ari profila frekveņču sadalejums mainuos mozuok vīnveideigūs vierzīņūs, vīnlaiceigi samazynojūt tuo kūpejū nanūteikteibu. Ar Si indeksa apriekinu var izceļt, kurus MS/MS izraisa nūteikti zuolāduoji, taišni ūtraiži, kurus MS/MS nareagej iz indukceju, kas ir golvonais ruodeituojs, kab atškiertu MT i OD prognozi.
(A) Statistiskī aproksti, kas izmontuoti zuolāduojim (H1 leidz Hx) MS / MS datu induciejameibai (RDPI), daudzveideibai (Hj indeksam), specializacejai (δj indeksam) i metabolita specifikai (Si indeksam). Specializacejis pakuopis pīaugums (δj) nūruoda, ka videji tiks ražuots vairuok zuolāduoju specifisku metabolitu, bet daudzveideibys sasamazynuošona (Hj) nūruoda iz metabolitu ražuošonys sasamazynuošonu voi metabolitu navīnleidzeigu sadalejumu izplateibys kartē . Si vierteiba nūviertej, voi metabolits ir specifisks nūteiktam stuovūkļam (ite zuolāduojim) voi ūtraiži, teik uzturāts vīnā leiminī. (B) Aizsardzeibys teorejis prognoziešonys konceptualuo diagrama, izmontojūt informacejis teorejis asi. OD teoreja prognozej, ka zuolāduoju uzbrukums palelynuos aizsardzeibys metabolitus, taidā veidā palelynojūt δj. Tymā pošā laikā Hj sasamazynoj, partū ka profils teik puororganizāts, kab samazynuotu vīlmainis informacejis nanūteikteibu. MT teoreja prognozej, ka zuolāduoju uzbrukums izraisīs navierzīņa izmainis metabolomā, taidā veidā palelynojūt Hj kai palelynuotys vīlmainis informacejis nanūteikteibys ruodeituoju i izraisūt najaušu Si sadalejumu. Mes ari īrūsynuojom jauktu modeli, lobuokū MT, kurā daži metaboliti ar augstuokom aizsardzeibys vierteibom tiks eipaši palelynuotys (augsta Si vierteiba), bet cytim byus najaušys reakcejis (zamuoka Si vierteiba).
Izmontojūt informacejis teorejis aprokstus, mes interpretejam OD teoreju, kab prognozātu, ka zuolāduoju izraiseituos eipašuos metabolita izmainis naizraiseitajā konstitutivajā stuovūklī nūvess pi (i) vīlmainis specifiskuma pīauguma (Si indekss), kas veicynoj metabolisma specifiku (δj indekss). indekss) sakarā ar vīlmainis bīžuma sadalejuma maiņu iz vairuok leptina kermeņa sadalejuma. Vīna metabolita leiminī ir gaideits sakuortuots Si sadalejums, kur metabolits palelynuos Si vierteibu atbylstūši sovai aizsardzeibys vierteibai (1. att. B). Itamā linejā mes skaidrojam MT teoreju, kab prognozātu, ka uzmundrynuošona nūvess pi (i) navierzīņa izmaiņu metabolitūs, kuru rezultatā sasamazynuos δj indekss, i (ii) Hj indeksa pīaugums vīlmainis nanūteikteibys pīauguma deļ. Voi ari najaušeiba, kū var nūsaceit ar Šenona entropeju vyspuorynuotys daudzveideibys veidā. Kas atsatīc iz vīlmainis sastuovu, tod MT teoreja prognozēs Si najaušu sadalejumu. 100 doc#1281 Jamūt vārā, ka nūteikti metaboliti atsarūn nūteiktūs apstuokļūs nūteiktūs apstuokļūs, bet cyti apstuokli nav nūteiktūs apstuokļūs, i tūs aizsardzeibys vierteiba ir atkareiga nu vidis, mes ari īrūsynuojom jauktu aizsardzeibys modeli, kurā δj i Hj ir sadaleiti divejuos daļuos gar Si Pīaugūt vysūs vierzīņūs, cikom nūteiktys augstys metabolitu grupys pīaugs, kam ir Si izplateiba (1. att. B).
Kab puorbaudeitu puordefinātū aizsardzeibys teorejis prognozi iz informacejis teorejis deskriptora asi, mes iz Nepenthes pallens lopu audzejom ekspertu (Ms) voi generalistu (Sl) zuolāduoju kūnenis (2. att. A). Izmontojūt MS/MS analizi, mes izgivom 599 naatkuortuotus MS/MS spektrus (datu fails S1) nu lopu audu metanola ekstraktim, kas savuokti piec kuopuru barošonys. Izmontojūt RDPI, Hj, δj indeksus, lai vizualizētu informacejis satura puorkonfiguriešonu MS/MS konfiguracejis failūs, atkluoj interesantus modeļus (2. att. B). Kūpejuo tendeņce ir taida, kai tū aproksta informacejis deskriptors, tai kai kuopuri turpynoj ēst lopys, laika gaitā pīaug vysys vīlmainis reorganizacejis pakuope: 72 stuņdis piec zuolāduoja āšonys RDPI īvārojami pīaug. Saleidzynojūt ar nabojātū kontroli, Hj beja īvārojami samazynuots, kas beja saisteits ar palelynuotū vīlmainis profila specializacejis pakuopi, kū nūsaceja ar δj indeksu. Itei škītamuo tendeņce atbylst OD teorejis prognozem, tok naatbylst MT teorejis golvonajom prognozem, kas skaita, ka najaušys (navierzīņa) izmainis metabolitu leiminī teik izmontuotys kai aizsardzeibys kamuflažs (1. att. B). Koč i itūs diveju zuolāduoju peroraluos sekrecejis (OS) izraiseituoja saturs i bareibys uzvedeiba ir atškireiga, jūs tīšuo bareiba radeja leidzeigys izmainis Hj i δj vierzīņūs 24 stuņžu i 72 stuņžu ražys nūvuokšonys periodūs. Vīneiguo atškireiba beja 72 stuņdēs RDPI. Saleidzynojūt ar tū, kū izraisa Ms bareiba, kūpejais Sl bareibys izraiseitais metabolisms beja augstuoks.
(A) Eksperimentaluo konstrukceja: parostuos cyuku (S1) voi ekspertu (Ms) zuolāduojus baroj ar atsāļotom krūdzeņu augu lopom, bet simulātajam zuolāduojim Ms OS (W + OSMs) izmontoj, kab apstruoduotu standartizātu lopu poziceju bryuču punkceju. S1 (W + OSSl) kūnenis voi iudiņs (W + V). Kontrole (C) ir nabojāta lopa. (B) Induciejameibys (RDPI saleidzynuojumā ar kontrolis diagramu), daudzveideibys (Hj indekss) i specializacejis (δj indekss) indekss, kas apriekinuots eipašajai metabolita kartei (599 MS/MS; datu fails S1). Zvaigznis nūruoda iz byutiskom atškireibom storp tīšu zuolāduoju bareibu i kontrolis grupu (Studenta t-tests ar puorī t-testu, *P<0,05 i ***P<0,001). ns, nav svareigi. (C) Golvonuo (zyluo kaste, aminoskuobe, organiskuo skuobe i cukrys; datu fails S2) i eipašuo metabolita spektra (sorkonuo kaste 443 MS/MS; datu fails S1) laika izškiertspiejis indekss piec simulātys zuolāduoju apstruodis. Kruosu jūsla atsatīc iz 95% ticeibys intervalu. Zvaigzneite nūruoda iz byutiskū atškireibu storp uorstiešonu i kontroli [kvadratiskuo dispersejis analize (ANOVA), kam sekoj Tukija gūdeigi nūzeimeiguo atškireiba (HSD) post hoc daudzkuortejim saleidzynuojumim, * P <0, 05, ** P <0, 01 I *** P <0, 001]. (D) Izklīdis laukumu i eipašūs metabolitu profilu specializaceja (atkuortuoti paraugi ar dažaidom apstruodem).
Kab izpieteitu, voi zuolāduoju izraiseituo puorveiduošona metabolomys leiminī atspīgeļojās atsevišku metabolitu leiminī izmaiņuos, mes vysupyrma koncentriejomīs iz īprīkš pieteitajim metabolitim Nepenthes pallens lopuos ar pīruodeitu zuolāduoju rezistenci. Fenoliskī amidi ir hidroksicinamamida-poliamina konjugati, kas uzakruoj kukaiņu zuolāduošonys procesa laikā i ir zynoms, ka samazynoj kukaiņu veiktspēju (32). Mes meklējom attīceigūs MS/MS prekursorus i attāluojom tūs kumulativuos kinetiskuos līknis (S1 att.). Napuorsteidz, ka fenola atlasynuojumi, kas nav tīši īsaisteiti aizsardzeibā pret zuolāduojim, par pīmāru, hlorogenskuobi (CGA) i rutins, piec zuolāduojim teik regulāti. Tok zuolāduoji var padareit fenola amidus cīši spieceigus. Diveju zuolāduoju napuortraukta barošona radeja gondreiž vīnu i tū pošu fenolamidu īrūsynuošonys spektru, i itys modeļs beja eipaši radzams fenolamidu de novo sintezei. Taida poša paruodeiba tiks nūvāruota, izpietejūt 17-hidroksigeranila nonanediola diterpenu glikozidu (17-HGL-DTGs) ceļu, kas ražoj lelu skaitu acikliskūs diterpenu ar efektivom pretzuolāduoju funkcejom (33), nu kurūs Ms Feeding profiled a Sl trifigure).
Īspiejamais tīšu zuolāduoju bareibys eksperimentu tryukums ir atškireiba zuolāduoju lopu patiereņa uotrumā i bareibys laikā, kas apgryutynoj rānu i zuolāduoju izraiseituos zuolāduoju specifiskuos ītekmis nūviersšonu. Kab lobuok atrysynuotu izraiseituos lopu vīlmainis reakcejis zuolāduoju sugu specifiku, mes simulējom Ms i Sl kūneņu barošonu, izreiz pīlītojūt svaigi savuoktū OS (OSM i OSS1) standarta punkcejai W konsekventom lopu pozicejom. Itū proceduru sauc par W + OS apstruodi, i tei standartizej indukceju, precizi nūsokūt zuolāduoju izraiseituos reakcejis suokuma laiku, naizraisūt mulsynojūšys audu zuduma uotruma voi daudzuma atškireibu ītekmis (2. att. A) (34). Izmontojūt MS/MS analizis i apriekinu cauruļvodu, izguojom 443 MS/MS spektrus (datu fails S1), kas puorsakluoja ar īprīkš salyktajim spektrim nu tīšuos bareibys eksperimentim. Ituos MS/MS datu kūpys informacejis teorejis analize paruodeja, ka lopu specializātūs metabolomu puorprogramiešona, simulejūt zuolāduojus, paruodeja OS specifiskus stimulus (2. att. C). Eipaši, saleidzynojūt ar OSS1 uorstiešonu, OSM izraiseja metaboloma specializacejis uzlobuošonu 4 stuņdēs. Ir vārts pīzeimēt, ka saleidzynojūt ar tīšu zuolāduoju bareibys eksperimentalū datu kūpu, divdimenseju telpā vizualizātuo vīlmainis kinetika, izmontojūt Hj i δj kai koordinatis, i metabolomys specializacejis vierzīņs, atbyldūt iz simulātu zuolāduoju apstruodi laika gaitā, pīaug konsekventi (2D att.). Tymā pošā laikā mes kvantitativi nūviertējom aminoskuobu, organiskūs skuobu i cukru saturu (datu fails S2), kab izpieteitu, voi itys mierķtīceigais metabolomys ekspertu pīaugums ir saisteits ar centraluo ūglekļa metabolisma puorkonfiguraceju, reagejūt iz simulātim zuolāduojim ( S2 att.). Kab lobuok izskaidruotu itū modeli, mes tuoļuok uzraudzejom īprīkš apsprīstūs fenolamida i 17-HGL-DTG ceļu vīlmainis uzakruošonys kinetiku. OS specifiskuo zuolāduoju indukceja teik puorveiduota par diferenciālu puorkuortuošonys modeli fenolamidu metabolismā (S3 att.). Fenola amidus, kas satur kumarinu i kofeoila dalis, prīškrūku dūd OSS1, cikom OSM izraisa specifisku ferulila konjugatu indukceju. 17-HGL-DTG ceļam tyka konstatāta diferenciala OS indukceja ar lejupstreipis malonilacejis i dimalonilacejis produktim (S3 att.).
Piec tuo mes pietejom OS izraiseitu transkriptoma plastiskumu, izmontojūt laika gaita mikrobloku datu kūpu, kas simulej OSM izmontuošonu, kab apstruoduotu rozetis augu lopu lopys zuolāduojim. Paraugu jimšonys kinetika pamatā puorsakluoj ar itymā metabolomikys pietejumā izmontuotū kinetiku (35). Saleidzynojūt ar metaboloma puorkonfiguraceju, kurā vīlmainis plastiskums laika gaitā ir eipaši palelynuots, mes nūvārojam puorīmūšus transkripcejis uzlīsmuojumus lopuos, kū izraisa Ms, kur transkriptoma inducejameiba (RDPI) i specializaceja (δj) ir 1 Beja īvārojams stuņžu pīaugums, i daudzveideiba (Hj) itymā laika punktā samazynuota ar BMP1 ekspresiju. transkriptomu specializacejis (S4 att.). Metaboliskuos genu saimis (par pīmāru, P450, glikoziltransferaze i BAHD aciltransferaze) pīsadola eipašu metabolitu montiešonys procesā nu strukturalom vīneibom, kas dabuotys nu primaruo metabolisma, sekojūt īprīkš pīmynātajam agreimuo augstys specializacejis modeļam. Kai gadīņa pietejums tyka analizāts fenilalanina ceļš. Analize apstyprynuoja, ka pamata geni fenolamidu metabolismā ir cīši OS izraiseiti zuolāduojim, saleidzynojūt ar napīsaisteitajim augim, i ir cīši saskaņuoti tūs ekspresejis modeļūs. Transkripcejis faktors MYB8 i strukturalī geni PAL1, PAL2, C4H i 4CL ituo ceļa augšup paruodeja agru transkripcejis suokumu. Aciltransferazem, kurom ir nūzeime fenolamida gola montažā, par pīmāru, AT1, DH29 i CV86, ir ilgstūšs augšupejūšuos reguliešonys modeļs (S4 att.). Īprīkš pīmynātī nūvāruojumi nūruoda, ka transkriptoma specializacejis agreimuo suokuma i vāluokuo metabolomikys specializacejis uzlobuošona ir savīnuots veids, kas var byut saisteits ar sinhronū reguliešonys sistemu, kas suoc spieceigu aizsardzeibys reakceju.
Augu hormonu signalizācejis puorkonfiguraceja dorbojās kai regulejūšs sluoņs, kas integrej zuolāduoju informaceju, kab puorprogramātu augu fiziologeju. Piec zuolāduoju simulacejis izmierejom golvonūs augu hormonu kategoreju kumulativū dinamiku i vizualizējom laika koekspresiju storp tom [Pīrsona korelacejis koeficients (PCC)> 0,4] (3. att. A). Kai paradzams, augu hormoni, kas saisteiti ar biosintezi, ir savīnuoti augu hormonu ekspresejis teiklā. Pi tam itymā teiklā teik attāluota vīlmainis specifika (Si indekss), kab izceļtu augu hormonus, kū izraisa dažaidys uorstiešonys metodis. Ir izvylktys divejis golvonuos zuolāduoju specifiskuos reakcejis jūmys: vīna ir JA kūpā, kur JA (tuos biologiski aktivuo forma JA-Ile) i cyti JA atlasynuojumi paruoda augstuokū Si punktu skaitu; ūtrys ir etilens (ET). Giberelinam beja tikai videja zuolāduoju specifiskuma pīauguma, cikom cytim augu hormonim, par pīmāru, citokininam, auksinam i abscizinskuobei, beja zama indukcejis specifika zuolāduojim. Saleidzynojūt ar tikai W + W izmontuošonu, JA atlasynuojumu maksimaluos vierteibys pastyprynuošonu caur OS pīlītuojumu (W + OS) pamatā var puorveiduot par spieceigu specifisku JA ruodeituoju. Nagaideiti, OSM i OSS1 ar atškireigu izraiseituoju saturu ir zynoms, ka izraisa leidzeigu JA i JA-Ile uzakruošonu. Atškireibā nu OSS1, OSM specifiski i stypri izraisa OSM, bet OSS1 napastyprynoj bazalūs rānu reakceju (3. att. B).
(A) Koekspresijis teikla analize, kas baļsteita iz zuolāduoju izraiseituos augu hormonu uzakruošonys kinetikys simulacejis PCC apriekinu. Mozgls apzeimej vīnu augu hormonu, bet mezgla izmārs apzeimej augu hormonam rakstureigū Si indeksu storp apstruodem. (B) JA, JA-Ile i ET uzakruošona lopuos, kū izraisa dažaidys apstruodis, kū nūruoda dažaidys kruosys: aprikozis, W + OSM; zyls, Z + OSSl; malns, Z + Z; pelēks, C (kontrole) . Zvaigznis nūruoda iz byutiskom atškireibom storp uorstiešonu i kontroli (divvierzīņa ANOVA, kam sekoj Tukey HSD post hoc daudzkuorteigais saleidzynuojums, *** P <0, 001). 100 doc#1281 Informacejis teorejis analize (C)697 MS/MS (datu fails S1) JA biosintezē i traucātā uztveris spektrā (irAOC i irCOI1) i (D)585 MS/MS (datu fails S1) ETR1 ar traucātu ET signalu Divejis simulātys zuolāduoju kontrolis plans (evecle plans) izraiseja divejis simulātys zuolāduoju kontrolis plans (EV vekla apstruodis plans). Zvaigznis nūruoda iz byutiskom atškireibom storp W + OS uorstiešonu i nabojātū kontroli (divvierzīņa ANOVA, kam sekoj Tukey HSD post hoc daudzkuorteigais saleidzynuojums, * P <0, 05, ** P <0, 01 i *** P <0, 001). (E) Izkaiseiti grafiki par izkaiseitu pretesteibu pret specializaceju. Kruosys attāloj dažaidus genetiski modificātus calmus; simboli apzeimej dažaidys apstruodis metodis: trejstyurs, W + OSS1; taisnstyurs, W + OSM; aplis C .
Piec tam mes izmontojam genetiski modificātu nūvuojinuotuo Nepenthes calmu (irCOI1 i sETR1) golvonajūs JA i ET biosintezis (irAOC i irACO) i uztveris (irCOI1 i sETR1) pūsmūs, kab analizātu itūs diveju augu hormonu metabolismu zuolāduoju puorprogramiešonā. Atbylstūši īprīkšejūs eksperimentim apstyprynuojom zuolāduoju-OS indukceju tukšūs nesēju (EV) augūs (3. att., C leidz D) i kūpejū OSM izraiseituo Hj indeksa sasamazynuošonu, bet δj indekss pīauga. Atbiļde ir izteiktuoka par OSS1 izraiseitu atbiļdi. Div ryndu grafiks, izmontojūt Hj i δj kai koordinatis, paruoda specifiskū deregulaceju (3. att. E). Vysskaidruokuo tendeņce ir tei, ka calmūs, kurim tryukst JA signala, zuolāduoju izraiseituos metabolomys daudzveideiba i specializacejis izmainis teik gondreiž piļneibā likvidātys (3. att. C). Sovukuort klusuo ET uztvere sETR1 augūs, koč i kūpejuo ītekme iz zuolāduoju metabolisma izmaiņom ir daudz mozuoka par JA signalizāceju, mazynoj Hj i δj indeksu atškireibu storp OSM i OSS1 īrūsynuojumim (3D att. i S5 att.). . Tys nūruoda, ka kluotyn JA signalu puornesšonys pamatfunkcejai ET signalu puornesšona kolpoj ari kai zuolāduoju sugys specifiskuos vīlmainis reakcejis preciziešona. Atbylstūši itai preciziešonys funkcejai sETR1 augūs nabeja izmaiņu kūpejā metaboloma induciejameibā. Nu ūtrys pusis, saleidzynojūt ar sETR1 augim, irACO augi izraiseja leidzeigys kūpejuos zuolāduoju izraiseituos vīlmainis izmaiņu amplitudys, tok paruodeja īvārojami atškireigus Hj i δj punktus storp OSM i OSS1 izaicynuojumim (S5 attāls).
Kab identificātu specializātus metabolitus, kurim ir svareigs īguļdejums zuolāduoju sugys rakstureigajā reakcejā i precizātu tūs ražuošonu caur ET signalim, mes izmontuojom īprīkš izstruoduotū strukturalū MS/MS metodi. Itei metode bolstuos iz divkūpuošonys metodi, kab nu jauna sacynuotu vīlmainis saimi nu MS/MS fragmentu [normalizāts punktu produkts (NDP)] i leidzeibys punktu, kas baļsteits iz neitralu zaudiejumu (NL). MS/MS datu kūpa, kas izveiduota, analizejūt ET transgenūs lineju, radeja 585 MS/MS (datu fails S1), kas tyka atrysynuots, sakūpojūt tūs septeņūs golvonajūs MS/MS moduļūs (M) (4. att. A). Daži nu itūs moduļu ir bīži īpakuoti ar īprīkš raksturuotim eipašim metabolitim: par pīmāru, M1, M2, M3, M4 i M7 ir boguoti ar dažaidim fenola atlasynuojumim (M1), flavonoidu glikozidim (M2), acilcukrim (M3 I M4), i 17-HGL-DTG (M7). Pi tam teik apriekinuota vīna metabolita vīlmainis specifiskuo informaceja (Si indekss) kotrā modulī, i tuo Si sadalejumu var redzēt intuitivi. Īsuokumā MS/MS spektrim, kurim ir augsta zuolāduoju i genotipa specifika, ir rakstureigys augstys Si vierteibys, kurtozis statistika nūruoda iz kažuka sadalejumu lobuos astis styurī. Vīns nu taidu līsu koloidu sadalejumu tyka konstatāts M1, kurā fenola amidam beja vysleluokuo Si frakceja (4. att. B). Īprīkš pīmynātais zuolāduoju inducejamais 17-HGL-DTG M7 paruodeja videju Si punktu skaitu, kas nūruoda iz videju atškireiguos reguliešonys pakuopi storp divejim OS veidim. Sovukuort leluokuo daļa konstitutivi ražuotūs specializātūs metabolitu, par pīmāru, rutins, CGA i acilcukri, ir vīni nu zamuokūs Si rezultatu. Kab lobuok izpieteitu strukturalū sarežgeiteibu i Si sadalejumu storp eipašim metabolitim, kotram moduļam tyka izveiduots molekularais teikls (4. att. B). Svareiga OD teorejis prognoze (apkūpuota 1.B attālā) ir taida, ka eipašūs metabolitu reorganizacejai piec zuolāduošonys vajadzātu izraiseit vīnvierzīņa izmainis metabolitūs ar augstu aizsardzeibys vierteibu, eipaši palelynojūt tūs specifiku (preteji najaušam sadalejumam) režims) aizsardzeibys metabolits, kū prognozej MT teoreja. Leluokuo daļa M1 uzkruotūs fenola atlasynuojumu ir funkcionali saisteiti ar kukaiņu darbeibys sasamazynuošonu (32). Saleidzynojūt Si vierteibys M1 metabolitūs storp inducātajom lopom i EV kontrolaugu sastuovdaļu lopom 24 stuņdēs, nūvāruojom, ka daudzu metabolitu metaboliskajai specifikai piec zuolāduoju kukaiņu ir īvārojama pīauguma tendeņce (4. att. C). Specifiskais Si vierteibys pīaugums tyka konstatāts tikai aizsardzeibys fenolamidūs, bet Si vierteibys pīaugums natyka konstatāts cytūs fenolūs i nazynomūs metabolitūs, kas leidzpastuov itymā modulī. Tys ir specializāts modeļs, kas ir saisteits ar OD teoreju. Golvonuos prognozis par zuolāduoju izraiseitajom vīlmainis izmaiņom ir konsekventys. Kab puorbaudeitu, voi itū fenolamida spektra specifiku izraiseja OS specifiskuo ET, mes attāluojom metabolita Si indeksu i izraisejom diferencialu ekspresijis vierteibu storp OSM i OSS1 EV i sETR1 genotipūs (4D att.). sETR1 fenamidu izraiseituo atškireiba storp OSM i OSS1 beja īvārojami samazynuota. Divkūpuošonys metode tyka pīlītuota ari MS/MS datim, kas apkūpuoti calmūs ar napīteikamu JA, kab sacynuotu golvonūs MS/MS moduļus, kas saisteiti ar JA regulātū vīlmainis specializaceju (S6 att.).
(A) 585 MS / MS sakūpuošonys rezultati, kas baļsteiti iz kūpeigu fragmentu (NDP leidzeibu) i kūpeigu neitralu zaudiejumu (NL leidzeibu), roda tū, ka modulis (M) atbylst zynomai savīnuojumu saimei voi nazynomai voi švaki metabolizētai Metabolitu sastuovam. Kotram moduļam sūpluok ir paruodeits metabolitu (MS/MS) specifiskais (Si) sadalejums. (B) Modulars molekularais teikls: Mozgi attāloj MS / MS i molys, NDP (sorkons) i NL (zyls) MS / MS punktus (izgrīzums,> 0, 6). Gradeitais metabolita specifiskuma indekss (Si) kruosuots, bolstūtīs iz moduli (pa kreisi) i kartēts iz molekularū teiklu (pa labi). (C) EV auga modulis M1 konstitutivā (kontrolis) i inducātajā stuovūklī (simulāts zuolāduojs) 24 stuņdēs: molekularuo teikla diagrama (Si vierteiba ir mezgla izmārs, aizsardzeibys fenolamids ir izcalts zyli). (D) Spektra linejis sETR1 M1 molekularuo teikla diagrama ar traucātu EV i ET uztveri: fenola savīnuojums, kū attāloj zaļais apļa mezgls, i nūzeimeiguo atškireiba (P vierteiba) storp W + OSM i W + OSS1 apstruodi kai mezgla izmāru. CP, N-kofeoil-tirozins; CS, N-kofeoil-spermidins; FP, N-ferulskuobis esters-urīņskuobe; FS, N-ferulils-spermidins; 100 doc#1281 KoP, N', N "-kumaroli-tirozins; DCS, N', N"-dikafeoil-spermidins; CFS, N', N”-kofeoils, feruloils-spermidins; Licijs barbars vylku ūgu Dālā; Niks. O-AS, O-acilcukrys.
Mes vēļ paplašynuojom analizi nu vīna nūvuojinuota Nepenthes genotipa iz dabiskom populacejom, kur spieceigys intraspecifiskys izmainis zuolāduoju JA leiminī i specifiskūs metabolitu leiminī īprīkš ir apraksteitys dabiskajuos populacejuos (26). Izmontojit itū datu kūpu, kab aptvertu 43 dzymumšyunu plazmys. Ituos dzymumšyunu plazmys sastuov nu 123 augu sugu nu N. pallens. Itī augi tyka jimti nu sāklu, kas savuoktys dažaiduos vītejuos biotopuos Jūtā, Nevadā, Arizonā i Kalifornejā (S7 att.), mes apriekinuojom metabolomu daudzveideibu (ite sauc par populacejis leimini) β daudzveideibu) i OSM izraiseitu specializaceju. Atbylstūši īprīkšejūs pietejumim, mes nūvāruojom plašu vīlmainis izmaiņu lūku gar Hj i δj asim, kas nūruoda, ka dzymumšyunu plazmom ir byutiskys atškireibys tūs vīlmainis reakceju plastiskā pret zuolāduojim (S7 att.). Itei organizaceja atguodynoj īprīkšejūs nūvāruojumus par zuolāduoju izraiseitu JA izmaiņu dinamiskū diapazonu, i ir saglobuojuse cīši augstu vierteibu vīnā populacejā (26, 36). Izmontojūt JA i JA-Ile, kab puorbaudeitu kūpejū leimiņa korelaceju storp Hj i δj, mes atkluojom, ka ir nūzeimeiga pozitiva korelaceja storp JA i metaboloma β daudzveideibys i specializacejis indeksu (S7 att.). Tys līcynoj, ka zuolāduoju izraiseituo navīndabeiba JA indukcejā, kas konstatāta populacejis leiminī, var byut saisteita ar golvonajim vīlmainis polimorfismim, kū izraisa kukaiņu zuolāduoju atlase.
Īprīškejī pietejumi ir paruodejuši, ka tabakys veidi cīši atsaškir piec veida i relativuos atkareibys nu izraiseituos i konstitutivuos vīlmainis aizsardzeibys. Teik skaiteits, ka ituos izmainis pretzuolāduoju signalu puornesšonā i aizsardzeibys spiejuos regulej kukaiņu populacejis spīdīņs, augu dzeivis cykls i aizsardzeibys ražuošonys izmoksys nišā, kurā aug konkretuo suga. Mes pietejom lopu metaboloma puorveiduošonys konsistenci, kū izraisa sešu Nicotiana sugu zuolāduoju, kuru dzimtine ir Zīmeļamerikā i Dīnvydamerikā. Ituos sugys ir cīši radnīceigys Nepenthes Zīmeļamerikā, t.i., Nikolasam Bociflo. La, N. nikotīni, nikotīna n. 100 doc#1281 Nūvuojinuotuo zuole, linearuo tabaka, tabaka (Nicotiana spegazzinii) i tabaka lopu tabaka (5. att. A) (37). Sešys nu itūs sugu, tymā skaitā labi raksturuotuo suga N. lyudzu, ir petunejis klada vīngadeigī augi, bet obtusifolia N. ir muosys klada Trigonophyllae daudzgadeigī augi (38). Piec tam iz itom septeņom sugom tyka veikta W + W, W + OSM i W + OSS1 indukceja, kab pieteitu kukaiņu bareibys sugu leimiņa vīlmainis puorkuortuošonu.
(A) Bootstrap filogenetiskais kūks, kura pamatā ir maksimaluo varbyuteiba [kūdulglutamina sintezei (38)] i septeņu cīši radnīceigu Nicotiana sugu (dažaiduos kruosuos) geografiskais sadalejums (37). (B) Specializātuos daudzveideibys izklīdis laukums septeņu Nicotiana sugu vīlmainis profilim (939 MS / MS; datu fails S1). Sugu leiminī metabolomu daudzveideiba ir nagativi saisteita ar specializacejis pakuopi. Sugu leimiņa korelacejis analize storp vīlmainis daudzveideibu i specializaceju i JA uzakruošonu paruodeita 2. attālā. Kruosa, dažaidi veidi; trejstyurs, Z + OSS1; taisnstyurs, W + OSM; (C) Nikotiana JA i JA-Ile dinamika ir īrynduota piec OS īrūsynuošonys amplitudys (divvierzīņa ANOVA i Tukey HSD piec daudzkuortejuo saleidzynuošona, * P <0, 05, ** P <0, 01 i * ** W + OS i W + W saleidzynuošonai, P <0, 001). Kotrys sugys (D) daudzveideibys i (E) specializacejis kastis laukums piec zuolāduoju i metil JA (MeJA) simuliešonys. Zvaigzneite nūruoda iz byutiskū atškireibu storp W + OS i W + W voi lanolinu plus W (Lan + W) voi Lan plus MeJA (Lan + MeJa) i Lan kontroli (divvierzīņa dispersejis analize, kam sekoj Tukija HSD post hoc daudzkuorteigais saleidzynuojums , *P<0,05, **P<0,01 i 1).
Izmontojūt dubultūs kūpu metodi, identificējom 9 939 MS/MS moduļus (datu fails S1). MS/MS sastuovs, kas puorkonfigurāts ar dažaidom apstruodem, ir cīši atškireigs storp dažaidim modulim storp sugom (S8 att.). Vizualizejūt Hj (ite sauktu par sugu leimiņa γ-dažaideibu) i δj, atkluoj, ka dažaidys sugys apkūpoj cīši atškireiguos grupuos vīlmainis telpā, kur sugu leimiņa daleišonuos parosti ir radzamuoka par uzmundrynuošonu. Izjamūt N. linear i N. obliquus, tim ir plašs dinamisks indukcejis efektu diapazons (5. att. B). Sovukuort taidom sugom kai N. purpurea i N. obtusifolia ir mozuok acimradzama vīlmainis reakceja iz uorstiešonu, tok metaboloms ir daudzveideiguoks. Izraiseituos vīlmainis atbiļdis sugys rakstureigais sadalejums radeja nūzeimeigu nagativu korelaceju storp specializaceju i gamma daudzveideibu (PCC = -0,46, P = 4,9×10-8). OS izraiseituos izmainis JA leiminī ir pozitivi saisteitys ar metaboloma specializaceju i nagativi saisteitys ar kotrys sugys vīlmainis gamma daudzveideibu (5. att. B i S9. att.). Ir vārts pīzeimēt, ka sugys, kurys sarunvolūdā sauc par “signala atbiļdis” sugom 5C attālā, par pīmāru, Nepenthes nematodis, Nepenthes akutys i Nepenthes nūvuojinuotys, izraiseja nūzeimeigys pazeimis 30 minotu laikā. Pādejī OS specifiskī JA i JA-Ile uzliesmojumi, bet cytys bakterejis, kurys sauc par “signala naatbiļdeigom”, par pīmāru, Nepenthes mylnys, Nepenthes pulverveida i N. obtusifolia tikai paruoda JA-Ile Edge indukceju bez kaidys OS specifiskuma (5. att. C). Vieļmainis leiminī, kai jau īprīkš pīmynāts, nūvuojinuotajim Nepenthes signalam reagejūšajom vīlom beja OS specifika i īvārojami palelynuoja δj, vīnlaiceigi samazynojūt Hj. Itys OS specifiskais gruomotuošonys efekts natyka konstatāts suguos, kas klasificātys kai signalnareaktivys sugys (5. att., D i E). OS specifiskī metaboliti bīžuok teik daleiti storp iz signalu reagejūšom sugom, i ituos signalu kūpys sasagrupejās ar sugom ar vuojuoku signalu reakceju, cikom sugom ar vuojuoku signalu reakceju paruoda mozuoku sovstarpejū atkareibu (S8 att.). Itys rezultats nūruoda, ka OS specifiskuo JA indukceja i OS specifiskuo lejupstreipis metaboloma puorkonfiguraceja ir savīnuota sugu leiminī.
Piec tam mes izmontuojom lanolina pastu, kas satur metilJA (MeJA), kab apstruoduotu augus, kab izpieteitu, voi itūs savīnuošonys veidus īrūbežoj JA pīejameiba, kū pīlītoj eksogenais JA, kas byus augu citoplazmā. Strauja deesterifikaceja ir JA. 100 doc#1349 Mes atrodom taidu pošu tendeņci pakuopeniskai pōmaiņai nu signalam atsauceigajom sugom uz signalam naatsauceigom sugom, kū izraisa napuortraukta JA pīgōde (5. att., D un E). Īsuokumā ar MeJA apstruodi stypri puorprogramēja linearūs nematožu, N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens i N. mikimotoi metabolomus, kuo rezultatā īvārojams δj pīaugums i Hj sasamazynuoja. N. purpurea tikai paruodeja δj pīaugumu, bet na Hj. N. obtusifolia, kas īprīkš ir pīruodeits, ka uzkruoj cīši zamu JA leimini, ari švaki reagej iz MeJA apstruodi metaboloma puorkonfiguracejis ziņā. Itī rezultati nūruoda, ka JA ražuošona voi signalu puornesšona ir fiziologiski īrūbežuota iz signalu nareagejūšuos suguos. Kab puorbaudeitu itū hipotezi, mes pietejom četrys sugys (N. pallens, N. mylnys, N. ružovais i N. mikrofilla), kū izraisa W + W, W + OSM i W + OSS1 transkriptoms (39). Atbylstūši metaboloma puorveiduošonys modeļam, sugys ir labi atdaleitys transkriptoma telpā, nu kurom N. attenuated paruodeja augstuokū OS izraiseitu RDPI, bet N. gracilis beja zamuokū (6. att. A). Tok tyka konstatāts, ka N. oblonga izraiseituo transkriptomu daudzveideiba beja vysmozuokuo nu četru sugu, preteji augstuokajai N. oblonga metabonomiskajai daudzveideibai, kas īprīkš beja paruodeita septeņuos suguos. Īprīškejī pietejumi ir paruodejuši, ka genu kūpums, kas saisteits ar agreimim aizsardzeibys signalim, tymā skaitā JA signalim, izskaidroj agreimuos aizsardzeibys reakcejis specifiku, kū izraisa ar zuolāduojim saisteiti izraiseituoji Nicotiana suguos (39). Saleidzynojūt JA signalizācejis ceļus storp itom četrom sugom, atkluoja interesantu modeli (6. att. B). Leluokajai daļai genu itymā ceļā, par pīmāru, AOC, OPR3, ACX i COI1, itamuos četruos suguos beja saleidzynūši augsts indukcejis leimiņs. Tok golvonais gens JAR4 puorvierš JA biologiski aktivajā JA-Ile uzkruotūs transkriptu formā, i tuo transkripcejis leimiņs ir cīši zams, eipaši N. mills, Nepenthes pieris i N. microphylla. Pi tam N. bifidum natyka konstatāts tikai cyta gena AOS transkripts. Ituos izmainis genu ekspresejā var byut atbiļdeigys par ekstremalim fenotipim, kū izraisa zama JA ražuošona signalanergiskuos suguos i N. gracilis indukceja.
(A) Informacejis teorejis analize par četru cīši radnīceigu tabakys sugu agreimuos transkripcejis reakceju puorprogramiešonu, kas jimti paraugi 30 minotys piec zuolāduoju indukcejis. RDPI apriekinoj, saleidzynojūt zuolāduoju OS izraiseituos lopys ar bryuču kontroli. Kruosys nūruoda iz dažaidom sugom, a simboli nūruoda iz dažaidom uorstiešonys metodem. (B) Genu ekspresejis analize JA signalizācejis ceļūs storp četrom sugom. Vīnkuoršuotais JA ceļš ir paruodeits sūpluok kastis laukumam. Dažaidys kruosys nūruoda iz dažaidom apstruodis metodem. Zvaigzneite nūruoda, ka ir byutiska atškireiba storp W + OS apstruodi i W + W kontroli (Studenta t-testam par puoru atškireibom, *P<0,05, **P<0,01 i ***P<0,001). OPDA, 12-oksofitodienoskuobe; OPC-8: 0,3-okso-2 (2′ (Z)-pentenil)-ciklopentāna-1-oktanskuobe.
Pādejā daļā pietejom, kai kukaiņu sugom rakstureiga dažaidu augu sugu metaboloma puorveiduošona var byut rezistenta pret zuolāduojim. Īprīkšejūs pietejumūs tyka uzsvārta Nicotiana giņts. Jūs pretesteiba pret Ms un kūneņom cīši atsaškir (40). Ite mes pietejom saisteibu storp itū modeli i tūs vīlmainis plastiskumu. Izmontojūt augšuok pīmynātuos četrys tabakys sugys, i puorbaudūt korelaceju storp zuolāduoju izraiseituo metaboloma daudzveideibu i specializaceju i augu rezistenci pret Ms i Sl, mes atkluojom rezistenci, daudzveideibu i specializaceju pret vyspuoreju Sl Vysys ir pozitivi korelātys, bet korelaceja storp rezistenci pret ekspertu dāmom nav ar Att. S10). Attīceibā iz S1 rezistenci gon nūvuojinuotajam N. chinensis, gon N. gracilis, kurim īprīkš tyka pīruodeits gon JA signalu puornesšonys leimiņs, gon metaboloma plastiskums, beja cīši atškireigys reakcejis iz zuolāduoju indukceju, i jim ari beja leidzeiga augsta rezistence. Sekss.
Pādejūs sešdesmit godūs augu aizsardzeibys teoreja ir nūdrūsynuojuse teoretiskū pamatu, kurā pamatā pietnīki ir prognoziejuši īvārojamu skaitu augu specializātūs metabolitu evolucejis i funkceju. Leluokuo daļa itūs teoreju naīvāroj normalū stypru secynuojumu proceduru (41). Jī īrūsynoj golvonuos prognozis (3) tymā pošā analizis leiminī. Kod golvonūs prognožu puorbaude ļaun analizēt konkretys teorejis, tys padareis jūmu vierzeitīs iz prīšku. Esi atbaļsteits, bet nūraideit cytus (42). Tuo vītā jaunuo teoreja snādz prognozis vysaidūs analizis leimiņūs i pīvīnoj jaunu aprokstūšūs apsvārumu sluoni (42). Tok divejis teorejis, kas īrūsynuotys funkcionalajā leiminī, MT i OD, var vīgli izskaidruot kai svareigys prognozis par specializātom vīlmainis izmaiņom, kū izraisa zuolāduoju: OD teoreja skaita, ka izmainis specializātajā vīlmainis "telpā" ir cīši vierzeitys . MT teoreja skaita, ka ituos izmainis byus navierzeitys i najauši atsarastuos vīlmainis telpā, i tom ir augstys aizsardzeibys vierteibys metabolitim. Īprīškejī OD i MT prognožu puorbaudis ir puorbaudeitys, izmontojūt šauru a priori «aizsardzeibys» savīnuojumu kūpumu. Itī iz metabolitim centrātī testi naļaun analizēt metabolomys puorkonfiguracejis apjūmu i trajektoreju zuolāduošonys laikā i naļaun veikt puorbaudis konsekventā statistikys ītvorā, kab praseitu golvonuos prognozis, kurys var apsavērt kūpumā. Ite mes izmontuojom inovativū tehnologeju metabolomikā, kurys pamatā ir skaitļuošonys MS, i veicem dekonvolucejis MS analizi informacejis teorejis deskriptoru vyspuorejā valūtā, kab puorbaudeitu atškireibu storp obejim, kas īrūsynuoti globalajā metabolomikys leiminī. Ituos teorejis golvonuo prognoze. Informacejis teoreja ir pīlītuota daudzuos jūmuos, eipaši biologiskuos daudzveideibys i bareibys vīlu plyusmys pietejumu kontekstā (43). Tok, cik mes zynom, tys ir pyrmais pīlītuojums, kū izmontoj, kab apraksteitu augu vīlmainis informacejis telpu i atrysynuotu ekologiskuos problemys, kas saisteitys ar pagaidu vīlmainis izmaiņom, reagejūt iz vidis nūruodem. Eipaši ituos metodis spieja ir spieja saleidzynuot modeļus augu suguos i storp tom, kab puorbaudeitu, kai zuolāduoji ir atsateistejuši nu dažaidu sugu iz storpsugu makroevolucejis modelim dažaidūs evolucejis leimiņūs. Vieļiņa.
Golvonūs komponentu analize (GKA) puorvierš daudzfaktoru datu kūpu izmāru samazynuošonys telpā, kab varātu izskaidruot datu golvonū tendeņci, deļtam tū parostai izmontoj kai izpietis metodi, kab analizātu datu kūpu, par pīmāru, dekonvolucejis metabolomu. Tok izmāru samazynuošona zaudēs daļu informacejis satura datu kūpā, i PCA navar snēgt kvantitativu informaceju par eipašeibom, kas ir eipaši saisteitys ar ekologiskū teoreju, par pīmāru: kai zuolāduoji puorkonfigurej daudzveideibu specializātuos jūmuos (par pīmāru, boguoteiba, izplateiba) i puorpiļneiba) metabolitim? Kuri metaboliti ir konkretuo zuolāduoja izraiseituo stuovūkļa prognozietuoji? Nu specifiskuma, daudzveideibys i inducejameibys perspektivys lopu specifiskuo metabolitu profila informacejis saturs teik sadaleits, i teik konstatāts, ka zuolāduoju āšona var aktivizēt specifisku metabolismu. Nagaideiti nūvāruojom, ka, kai apraksteits eistynuotajūs informacejis teorejis ruodeituojūs, īgiutajai vīlmainis situacejai ir lela puorsakluošona piec diveju zuolāduoju (nakts barojamuo generalista Sl) i Solanaceae eksperta Ms. Taukskuobu-aminoskuobu konjugata (TAK) iniciators OS (31). Izmontojūt zuolāduoju OS, kab uorsteitu standartizātys punkcejis bryucis, ari simulātuo zuolāduoju uorstiešona paruodeja leidzeigu tendeņci. Itei standartizātuo procedura augu reakcejis iz zuolāduoju uzbrukumim simuliešonai likvidej mulsynojūšūs faktorus, kū izraisa izmainis zuolāduoju ādys uzvedeibā, kas roda dažaidys pakuopis pūstejumus dažaidūs laikūs (34). FAC, kas ir zynoms kai golvonais OSM cālūņs, samazynoj JAS i cytu augu hormonu reakcejis OSS1, bet OSS1 samazynoj symtim reižu (31). Tok OSS1 izraiseja leidzeigu JA uzkruošonys leimini, saleidzynojūt ar OSM. Īprīkš ir pīruodeits, ka JA atbiļde nūvuojinuotajā Nepenthes ir cīši jiuteiga pret OSM, kur FAC var uzturēt sovu aktivitati ari tod, ka tū atšķaidynoj 1:1000 ar iudini (44). Partū, saleidzynojūt ar OSM, koč i FAC OSS1 ir cīši zams, ar tū pīteik, kab izraiseitu pīteikamu JA uzliesmojumu. Īprīškejī pietejumi ir paruodejuši, ka porinim leidzeigus proteinus (45) i oligosaharidus (46) var izmontuot kai molekularus nūruodis, kab izraiseitu augu aizsardzeibys reakcejis OSS1. Tok vēļ nav skaidrs, voi itī elicitori OSS1 ir atbiļdeigi par JA uzakruošonu, kas nūvāruota itamā pietejumā.
Koč ari ir moz pietejumu, kas aproksta atškireigūs vīlmainis pierstu nūspīdumus, kū izraisa dažaidu zuolāduoju voi eksogenūs JA voi SA (salicilskuobis) pīlītuošona (47), nivīns nav izjaucs zuolāduoju sugom rakstureigūs perturbacejis augu zuoļu teiklā i tuo ītekmi iz specifiskū vīlmainis sistemu Kūpejā pietejumā ir. personeigū informaceju. Itei analize vēļ vaira apstyprynuoja, ka īkšejuo hormonu teikla saikne ar cytim augu hormonim, na JA, veidoj zuolāduoju izraiseituos vīlmainis reorganizacejis specifiku. Eipaši mes atkluojom, ka OSM izraiseitais ET beja īvārojami leluoks par OSS1 izraiseitu. Itys režims atbylst vairuok FAC saturam OSM, kas ir napīcīšams i pīteikams nūsacejums ET uzlīsmuojuma izraiseišonai (48). Augu i zuolāduoju sovstarpeiguos darbeibys kontekstā ET signalfunkceja augim rakstureigajā metabolita dinamikā vys vēļ ir sporadiska i ir vārsta tikai iz vīnu salyktū grupu. Kluotyn vēļ leluokajā daļā pietejumu ir izmontuots ET voi tuo prekursoru voi vysaidus inhibitorus eksogenū pīlītuojumu, kab pieteitu ET reguliešonu, storp kurim itī eksogenī kimiskī pīlītuojumi radeis daudzys naspecifiskys blokusītekmis. Cik mums ir zynoms, itys pietejums ir pyrmais lela mārūga sistematiskais ET lūmys puorbaudejums ET izmontuošonā, kab ražuotu i uztvertu traucātus transgenūs augus, kab koordinātu augu metaboloma dinamiku. Zuolāduojim specifiskuo ET indukceja gols golā var modulēt metaboloma atbiļdi. Vysnūzeimeiguokuo ir ET biosintezis (ACO) i uztveris (ETR1) genu transgenuos manipulacejis, kas atkluoja zuolāduojim rakstureigu fenolamidu de novo uzakruošonu. Īprīkš ir pīruodeits, ka ET var precizēt JA izraiseitu nikotina uzakruošonu, regulejūt putrescina N-metiltransferazi (49). Tok nu mehaniskuo redzīņa nav skaidrs, kai ET precizej fenamida indukceju. Papyldu ET signalu puornesšonys funkcejai vīlmainis plyusmu var puorvītuot ari iz S-adenozil-1-metioninu, kab regulātu īguļdejumus poliaminofenola amidūs. S-adenozil-1-metionins ir ET i kūpejais poliamina biosintezis ceļa starpprodukts. Mehanisms, ar kuru ET signals regulej fenolamida leimini, ir vajadzeigs tuoļuoks pietejums.
Ilgu laiku, pasasokūt lelajam nazynomys strukturys eipašūs metabolitu skaitam, intensiva viereiba konkretom vīlmainis kategorejom navar styngri nūviertēt vīlmainis daudzveideibys laika izmainis piec biologiskuos sovstarpeiguos darbeibys. Itūšaļt, bolstūtīs iz informacejis teorejis analizi, golvonais MS/MS spektra īgivis rezultats, kas baļsteits iz objektivim metabolitim, ir tys, ka zuolāduoji, kas ād voi simulej zuolādus, turpynoj samazynuot lopu metaboloma kūpejū vīlmainis daudzveideibu, vīnlaiceigi palelynojūt tuo specializacejis pakuopi. Itys zuolāduoju izraiseitais metaboloma specifiskuma eislaiceigais pīaugums ir saisteits ar sinergisku transkriptoma specifiskuma pīaugumu. Īzeime, kas vysvaira veicynoj itū leluokū metaboloma specializaceju (kam ir leluoka Si vierteiba), ir eipašais metabolits ar īprīkš raksturuotū zuolāduoju funkceju. Itys modeļs atbylst OD teorejis prognozei, tok MT prognoze, kas saisteita ar metaboloma puorprogramiešonys najaušeibu, nav atbylstūša. Tok itī dati atbylst ari jauktuo modeļa prognozei (lobuokais MT; 1. att. B), partū ka cyti naraksturuoti metaboliti ar nazynomom aizsardzeibys funkcejom vys vēļ var sekuot najaušam Si sadalejumam.
Īvāruojams modeļs, kū tuoļuok ītver itymā pietejumā, ir tys, ka nu mikroevolucejis leimiņa (vīna auga i tabakys populaceja) leidz leluokam evolucejis mārūgam (cīši radnīceigys tabakys sugys), dažaidi evolucejis organizacejis leimini ir “lobuokajā aizsardzeibā” Ir byutiskys atškireibys zuolāduoju spiejuos. Mūrs i c. (20) i Kesslers i Kalske (1) naatkareigi īrūsynuoja puorvērst treis funkcionalūs biologiskuos daudzveideibys leiminis, kū suokūtneji izškeire Vitakers (50), par kimiskuos daudzveideibys konstitutivajom i izraiseitajom laika izmaiņom; itī autori ni apkūpuoja Lela mārūga metabolomys datu vuokšonys proceduruos ari nav īzeimuots, kai nu itūs datu apriekinuot vīlmainis daudzveideibu. Itymā pietejumā nalelys korekcejis Vitakera funkcionalajā klasifikacejā tiks jimtys vārā α-vīlmainis daudzveideiba kai MS/MS spektru daudzveideiba konkretā augā, i β-vīlmainis daudzveideiba kai populaceju grupys pamata storpsugu metabolisms Telpā, i γ-vīlmainis daudzveideiba byus specifiskuos analizis paplašynuojums.
JA signals ir nūzeimeigs plašam zuolāduoju vīlmainis reakceju lūkam. Tok tryukst styngru kvantitativu puorbaudi par JA biosintezis intraspecifiskuo reguliešonys īguļdejumu metabolomu daudzveideibā, i tys, voi JA signals ir vyspuoreiga stresa izraiseituos vīlmainis dažaideibys vīta augstuokā makroevolucejis mārūgā, vys vēļ ir nanūtverams. Mes nūvāruojom, ka Nepenthes zuolāduoju zuolāduoju raksturs izraisa metaboloma specializaceju i metaboloma specializacejis variacejis Nicotiana sugu populacejā i storp cīši radnīceigom Nicotiana sugom ir sistematiski pozitivi saisteitys ar JA signaliziešonu. Bez tuo, kod JA signals ir traucāts, vīna genotipa zuolāduoja izraiseituo vīlmainis specifika tiks atcalta (3. att., C i E). Tai kai dabiski nūvuojinuotu Nepenthes populaceju vīlmainis spektra izmainis puorsvorā ir kvantitativys, izmainis vīlmainis β daudzveideibā i specifiskā itamā analizē lelā mārā var izraiseit ar metabolitim boguotu savīnuojumu kategoreju spieceiga īrūsynuošona. Ituos salyktuos klasis dominej daļā metaboloma profila i nūvad pi pozitivys korelacejis ar JA signalim.
Tai kai ar tū cīši radnīceigūs tabakys sugu biokimiskī mehanismi ir cīši atškireigi, metaboliti ir eipaši identificāti kvalitativā aspektā, partū tys ir analitiskuoks. Informacejis teorejis uztvartuo vīlmainis profila apstruode atkluoj, ka zuolāduoju indukceja saasynoj kompromisu storp vīlmainis gamma daudzveideibu i specializaceju. JA signalam ir golvonuo lūma itymā kompromisā. Metaboloma specializacejis pīaugums atbylst golvonajai OD prognozei i ir pozitivi saisteits ar JA signalu, cikom JA signals ir nagativi saisteits ar vīlmainis gamma daudzveideibu. Itī modeli nūruoda, ka augu OD spieju golvonūkuort nūsoka JA plastiskums, naatkareigi nu tuo, voi tys ir mikroevolucejis mārūgā voi leluokā evolucejis mārūgā. Eksogenī JA pīlītuojuma eksperimenti, kas apīt JA biosintezis defektus, vēļ vaira atkluoj, ka cīši radnīceigys tabakys sugys var īdaleit iz signalim reagejūšuos i iz signalim nareagejūšuos suguos, taipat kai tūs JA i zuolāduoju izraiseituo metaboloma plastiskuma veids. Signalam nareagejūšuos sugys navar reagēt, partū ka navar radeit endogenū JA, deļtuo ir pakļautys fiziologiskim īrūbežuojumim. Tū var izraiseit mutacejis dažūs golvonajūs genūs JA signalizācejis ceļā (AOS i JAR4 N. crescens). Itys rezultats pastreipoj, ka itūs storpsugu makroevolucejis modeļus golvonūkuort var veicynuot izmainis īkšejā hormonu uztverē i reakcejā.
Papyldu augu i zuolāduoju sovstarpeigai īdarbeibai vīlmainis daudzveideibys izpiete ir saisteita ar vysim svareigajim teoretiskajim sasnāgumim biologiskuos pīsalāguošonys videi i sarežgeitu fenotipiskūs pazeimu atteisteibā. Pīaugūt myusu dīnu MS instrumentu īgiutūs datu daudzumam, hipotežu puorbaude par vīlmainis daudzveideibu niu var puorspēt individualūs/kategoreju vīlmainis atškireibys i veikt globalu analizi, kab atkluotu nagaideitus modeļus. Lela mārūga analizis procesā svareiga metafora ir ideja par jāgpylnu karšu izdūmuošonu, kurys var izmontuot datu izpietei. Deļtam svareigs tagadejuos objektivuos MS/MS metabolomikys i informacejis teorejis kombinacejis rezultats ir tys, ka tei snādz vīnkuoršu metriku, kū var izmontuot, kab izveiduotu kartis, kab puorskaiteitu vīlmainis daudzveideibu dažaidūs taksonomiskūs mārūgūs. Tei ir ituos metodis pamatpraseiba. Mikro/makro evolucejis i kūpīnys ekologejis izpiete.
Makroevolucejis leiminī Erliha i Ravena (51) augu i kukaiņu kūpevolucejis teorejis pamatā ir prognozēt, ka storpsugu vīlmainis daudzveideibys variacejis ir augu lineju dažaideibys cālūņs. Tok pīcdesmit godūs piec ituo nūzeimeiguo dorba publiciešonys itei hipoteze ir puorbaudeita reši (52). Tys lelā mārā ir saisteits ar saleidzynojamu vīlmainis eipašeibu filogenetiskajom eipašeibom vysaiduos tuoluokuos augu linejuos. Retumu var izmontuot, kab īenkurātu mierķa analizis metodis. Pošreizejuo MS/MS dorba plyusma, kū apstruodoj informacejis teorejā, kvantitativi nūviertej nazynomu metabolitu MS/MS strukturalū leidzeibu (bez īprīkšejuos metabolitu atlasis) i puorvierš itūs MS/MS par MS/MS kūpumu, taidā veidā profesionalajā metabolismā Itī makroevolucejis modeli teik saleidzynuoti klasifikacejis mārūgā. Vīnkuorši statistikys ruodeituoji. Process ir leidzeigs filogenetiskajai analizei, kas var lītuot seceibys sakuortuošonu, kab nūsaceitu dažaiduošonuos voi raksturu atteisteibys uotrumu bez īprīkšejuos prognoziešonys.
Biokimiskajā leiminī Firna i Džonsa (53) skrīninga hipoteze paruoda, ka vīlmainis daudzveideiba teik uzturāta dažaidūs leimiņūs, kab nūdrūsynuotu izejvīlys īprīkš nasaisteitu voi aizstuotu metabolitu biologiskuos aktivitatis veikšonai. Informacejis teorejis metodis nūdrūsynoj ītvorus, kurā ituos metabolitim rakstureiguos evolucejis puorejis, kas nūteik metabolitu specializacejis laikā, var kvantitativi nūsaceit kai daļu nu īrūsynuotuo evolucejis skrīninga procesa: biologiski aktiva pīsalāguošona nu zamys specifiskuma iz augstu specifiku Nūteiktys vidis nūmīrynuotī metaboliti.
Kūpumā molekularuos biologejis pyrmajuos dīnuos tyka izstruoduotys svareigys augu aizsardzeibys teorejis, i iz deduktivom hipotezem baļsteitys metodis teik skaiteitys par vīneigū zynuotniskuo progresa leidzekli. Tys lelā mārā ir saisteits ar vysa metaboloma miereišonys tehniskajim īrūbežuojumim. Koč i iz hipotezem baļsteitys metodis ir eipaši nūdereigys, izavielejūt cytus cālūņsakareibu mehanismus, tūs spieja veicynuot myusu izpratni par biokimiskajim teiklim ir īrūbežuotuoka par skaitļuošonys metodem, kas niu ir daīmamys myusu dīnu datu intensivajā zynuotnē. Partū teorejis, kurys navar paredzēt, ir tuoli uorpus pīejamūs datu rūbežu, partū navar atceļt hipotetiskū formulu/puorbaudis progresa cyklu pietnīceibys jūmā (4). Mes paredzam, ka ite īvīstuo metabolomikys skaitļuošonys dorba plyusma var atdzeivynuot interesi par jaunuokajim (kai) i gola (deļkuo) vīlmainis daudzveideibys vaicuojumim i veicynuot jaunu teoretiski vadeituos datu zynuotnis laikmatu. Laikmats nu jauna puorbaudeja svareiguos teorejis, kas īdvasmuoja īprīškejuos paaudzis.
Tīšuo zuolāduoju barošona teik veikta, audzejūt ūtrū instar kūneņu voi Sl kūneņu iz vīnys vīna rūžu zīdūša auga gaišys kruosys krūga auga lopys, ar 10 augu atkuortuojumim iz vīnu augu. Kukaiņu kūnenis tyka saspryngtys ar spailem, a atlykušī lopu audi tyka savuokti 24 i 72 stuņdis piec infekcejis i dreiži sasaldynuoti, i metaboliti tyka izjimti.
Simulēt zuolāduoju apstruodi cīši sinhronizātā veidā. Metode ir izmontuot auduma raksta riteņus, kab auduma vīrguļa augšonys pūsmā izdurtu treis ryndys ērkšķu kotrā treju piļneibā izplateitūs auga lopu vydsrybys pusē, i izreiz uzlīk 1:5 Atšķaidynuotu Ms. Voi izmontuot cymdu pierstus, kab izdurtu S1 wound īškā. Nūvuokt i apstruoduot lopu, kai apraksteits īprīkš. Izmontojūt īprīkš apraksteitū metodi, lai izjimtu primarūs metabolitus i augu hormonus (54).
Eksogenim JA pīlītuojumim kotrys nu sešim kotrys sugys rūžu zīdūšajim augim treis sāklys lopys apstruodoj ar 20 μl lanolina pastu, kas satur 150 μg MeJA (Lan + MeJA), i 20 μl lanolina plus bryuču apstruodi (Lan + la2), voi izmontoj kai a μeno W. Lopys tyka nūvuoktys 72 stuņdis piec apstruodis, īsaldynuotys škidrajā sluopeklī i uzglobuotys -80°C leidz lītuošonai.
Myusu pietnīceibys grupā ir konstatātys četrys JA i ET transgenys linejis, t.i., irAOC (36), irCOI1 (55), irACO i sETR1 (48). irAOC stypri paruodeja JA i JA-Ile leimiņa sasamazynuošonu, bet irCOI1 nabeja jiuteigs pret JA. Saleidzynojūt ar EV, JA-Ile uzkruošona pīauga. Taipat irACO samazynuos ET ražuošonu, i saleidzynojūt ar EV, sETR1, kas ir najiuteigs pret ET, palelynuos ET ražuošonu.
Kab nainvazivi veiktu ET mierejumus, izmontoj fotoakustiskū lazera spektrometru (Sensor Sense ETD-300 realajā laikā ET sensors). Izreiz piec apstruodis pusi lopu sagrīze i puornese iz 4 ml aizslāgtu stykla flakonu, i golvys telpai ļuove uzakruot 5 stuņžu laikā. Mierejuma laikā kotru flakonu 8 minotys izskoluoja ar 2 litru/stuņdē teira gaisa straumi, kas pyrma tuo beja izguojuse cauri Sensor Sense nūdrūsynuotajam katalizatoram, kab nūjimtu CO2 i iudini.
Mikrobloku dati nu suokuma tyka publicāti (35) i saglobuoti Nacionaluo biotehnologeju informacejis centra (NCBI) genu ekspresejis vysaptverūšajā datu bazē (pīsavīnuošonys numurs GSE30287). Itam pietejumam tyka izjimti dati, kas atbylst W + OSMs apstruodis izraiseitajom lopom i nabojātajai kontrolei. Izejmateriala intensitate ir log2. Pyrma statistikys analizis pamata lineja tyka puorveiduota i normalizāta iz tuos 75. procentilu, izmontojūt R programaturu.
Suokūtnejī Nicotiana sugys RNS sekvenciešonys (RNA-seq) dati tyka īgiuti nu NCBI Īsuokuma arhiva (SRA), projekta numurs ir PRJNA301787, par kū ziņuoja Zhou i c. (39) un turpynoj, kai apraksteits (56). Itymā pietejumā analizei tyka atlaseiti izejdati, kas apstruoduoti ar W + W, W + OSM i W + OSS1, kas atbylst Nicotiana sugom, i apstruoduoti itaidā veidā: Pyrma tuo, izejdati RNS-seq nūlasejumi tyka puorveiduoti FASTQ formatā. HISAT2 puorvierš FASTQ par SAM, a SAMtools puorvierš SAM failus par sakuortuotim BAM failim. StringTie lītoj, kab apriekinuotu genu ekspreseju, i tuo ekspresejis metode ir taida, ka ir fragmenti iz tyukstūšys pamata fragmentu iz miļjonu sekveņcātu transkripcejis fragmentu.
Analizē izmontuotuo Acclaim hromatografiskuo kolona (150 mm x 2,1 mm; daleņu izmārs 2,2μm) i 4 mm x 4 mm aizsardzeibys kolona sastuov nu vīna i tuo poša materiala. 100 doc#1281 Dionex UltiMate 3000 ultra augstvierteigys škidruos hromatografejis (UHPLC) sistemā teik izmontuots itaids binarais gradients: nu 0 leidz 0,5 minotom, izokratisks 90% A [dejonizāts iudiņs, 0,1% (v/v) acetonitrils i B%,05% acetonitrils i 0,05% par1. 0,05% mudrskuobe); 0,5 leidz 23,5 minotom, gradienta faze ir attīceigi 10% A un 90% B; 23,5 leidz 25 minotom, izokratisks 10% A un 90% B. Plūsmas ātrums ir 400μl/min. Vysom MS analizem kolonys eluentu īlīk kvadrupola i liduojuma laika (qTOF) analizatorā, kas aprīkots ar elektrosmiļkšu olūtu, kas dorbojās pozitivā jonizacejis režimā (kapilaru sprīgums, 4500 V; kapilaru izvade 130 V ; Žāluošonys temperatura 200°r aiters d10).
Veikt MS / MS fragmentu analizi (turpmuok par MS / MS), kas ir naatkareiga voi naatškirama nu datu, kab dabuotu strukturalu informaceju par kūpejū nūsacejamū vīlmainis profilu. Naizškireiguos MS/MS metodis jiedzīņs bolstuos iz tū, ka kvadrupolam ir cīši lels masys izolacejis lūgs [deļtuo vysus masys i luodeņa attīceibys (m/z) signalus skaitit par fragmentim]. Ituo īmesļa deļ, tai kai Impact II instruments navarēja radeit CE sleipumu, tyka veiktys vairuokys naatkareigys analizis, izmontojūt palelynuotys sadursmis izraiseituos disociacejis sadursmis energejis (CE) vierteibys. Īsuokumā vysupyrma analizej paraugu ar UHPLC-elektrospraudis jonizaceju/qTOF-MS, izmontojūt vīnys masys spektrometrejis režimu (zami sadrumstaluoteibys apstuokli, kū roda olūta sadrumstaluoteiba), skenejūt nu m/z 50 leidz 1500 ar atkuortuošonys frekvenci 5 Hz. Izmontuot sluopekli kai sadursmis gazi MS/MS analizei, i veikt naatkareigus mierejumus pi itaidim četrim dažaidim sadursmis izraiseitajim disociacejis sprīgumim: 20, 30, 40 i 50 eV. Vysā mierejumu procesā kvadrupolam ir leluokais masys izolacejis lūgs, nu m/z 50 leidz 1500. Kod prīškejuo korpusa m/z i izolacejis plotuma eksperiments ir īstateits iz 200, masys diapazonu automatiski aktivizej instrumenta darbeibys programatura i 0 Da. Skenēt masys fragmentus kai vīnys masys režimā. Masys kalibracejai izmontoj nātrejis formiatu (50 ml izopropanola, 200 μl mudrskuobis i 1 ml 1M NaOH iudiņa šķīduma). Izmontojūt Brukera augstys precizitatis kalibracejis algoritmu, datu fails teik kalibrāts piec videjuo spektra palaisšonys nūteiktā laika periodā. Izmontojit Datu analizis v4.0 programys (Brūks Daltons, Brēmena, Vuoceja) eksporta funkceju, kab puorveiduotu izejdatu failus NetCDF formatā. MS/MS datu kūpa ir saglobuota atkluotajā metabolomikys datu bazē MetaboLights (www.ebi.ac.uk) ar pīsavīnuošonys numuru. MTBLS1471.
MS/MS montažu var realizēt, izmontojūt korelacejis analizi storp MS1 i MS/MS kvalitatis signalim zamai i augstai sadursmis energejai i jaunīvīstim nūsacejumim. R skripts teik izmontuots, kab realizātu produkta prīškguojieja sadalejuma korelacejis analizi, bet nūsacejumu eistynuošonai teik izmontuots C# skripts (https://github.com/MPI-DL/indiskriminants-MS-MS-montažys-cauruļvads).
Kab samazynuotu klaidaini pozitivuos klaidys, kū izraisa fona trūksnis, i klaidainu korelaceju, kū izraisa nūteiktu m/z īzeimu atkluošona tikai dažūs paraugūs, izmontojam R paketis XCMS funkceju “filled peak” (fona trūkšņa korekcejai) Vajadzātu izmontuot, kab aizstuotu “NA peak” (peak). Kod teik izmontuota pīpiļdejuma pīka funkceja, datu kūpā vēļ ir daudz “0′′ intensitatis vierteibu, kas ītekmēs korelacejis apriekinu.Tod, mes saleidzynojam datu apstruodis rezultatus, kas dabuoti, kod teik izmontuota pīpiļdeituo pīka funkceja, i kod nateik izmontuota pīpiļdeituo pīka funkceja, i apriekinojam fona trūkšņa vierteibu, kas korigāta repla i0. intensitatis vierteibys ar apriekinuotū fona vierteibu Mes ari apsavērem tikai īzeimis, kuru intensitate puorsnēdze treis reizis fona vierteibu i skaitejom tuos par “eistom viersyunem.” PCC apriekinim teik jimti vārā tikai parauga prekursora (MS1) m/z signali i fragmentu datu kūpys ar vysmoz ostoņom eistom viersyunem.
Ka prekursora kvalitatis pazeimis intensitate vysā paraugā ir byutiski saisteita ar tuos pošys kvalitatis pazeimis samazynuotū intensitati, kas ir pakļauta zamai voi augstai sadursmis energejai, i pazeimi CAMERA naapzeimoj kai izotopu viersyuni, tū var tuoļuok definēt. Piec tam, apriekinojūt vysus īspiejamūs prekursoru-produktu puorus 3 sekuņžu laikā (apriekinuotais saglobuošonys laika lūgs maksimalajam saglobuošonai), teik veikta korelacejis analize. Tikai tod, kod m/z vierteiba ir zamuoka par prekursora vierteibu i MS/MS sadrumstaluoteiba nūteik tymā pošā parauga vītā datu kūpā, kur prekursors, nu kura tys ir atvasynuots, tei teik skaiteita par fragmentu.
Pamatojūtīs iz itim divejim vīnkuoršajim nūsacejumim, mes izslādzam nūruodeitūs fragmentus ar m/z vierteibom, kas ir leluokys par identificātuo prekursora m/z, i pamatojūtīs iz parauga poziceju, kur pasaruoda prekursors, i nūruodeitū fragmentu. Ir īspiejams ari atlaseit kvalitatis īzeimis, kū radejuši daudzi olūta fragmenti, kas radeiti MS1 režimā, kai kandidatu prekursorus, taidā veidā radeidams atlykušūs MS/MS savīnuojumus. Kab samazynuotu itū datu redundanci, ka spektru NDP leidzeiba puorsnādz 0,6, i tī pīdar CAMERA anotātajai hromatogramys “pcgrupai”, mes tūs apvīnuosim. Vysbeidzūt mes apvīnojam vysus četrus CE rezultatus, kas saisteiti ar prekursoru i fragmentim, gola dekonvolutātajā kompozitajā spektrā, izavielejūt augstuokuos intensitatis viersyuni storp vysom kandidatu viersyunem ar vīnu i tū pošu m/z vierteibu dažaiduos sadursmis energejuos. Tuoluokī apstruodis sūli ir baļsteiti iz salyktuo spektra jiedzīni i jimti vārā dažaidus CE apstuokļus, kas vajadzeigi, kab palelynuotu sadrumstaluoteibys varbyuteibu, deļtam ka dažus fragmentus var nūsaceit tik ar nūteiktu sadursmis energeju.
RDPI (30) tyka izmontuots, kab apriekinuotu vīlmainis profila inducejameibu. Vieļmainis spektra daudzveideiba (Hj indekss) teik dabuota nu MS/MS prekursoru daudzuma, izmontojūt MS/MS frekveņču sadalejuma Šenona entropeju, izmontojūt itaidus vīnaiduojumus, kū aprakstejuši Martiness i c. (8). Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij), kur Pij atbylst i-tuo MS/MS relativajam bīžumam j-tajā paraugā (j = 1, 2,..., m) (i = 1, 2, ..., m) t).
Metaboliskuo specifika (Si indekss) teik defināta kai nūteiktys MS/MS izteiksmis identitate attīceibā pret bīžumu storp apsavārtajim paraugim. 100 doc#1281 MS/MS specifika apriekinoj kai Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi)
Izmontojit itaidys formulys, izmiereit kotra j parauga metabolomam specifiskū δj indeksu, i MS/MS specifiskuma videjū δj = ∑i = 1mPijSi .
MS/MS spektri teik sakuortuoti puorsūs, i leidzeiba teik apriekinuota, bolstūtīs iz obejim punktim. Pyrma tuo, izmontojūt standarta NDP (zynoms ari kai kosinusa korelacejis metode), izmontojit itaidus vīnaiduojumus, kab nūviertētu segmenta leidzeibu storp spektrim NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 kur S1 i S2 Attīceigi, spektram, iWS2. i attāloj svoru, pamatojūtīs iz pīku intensitati, ka i-tuo kūpejuos pīku starpeiba storp divejim spektrim ir mozuoka par 0,01 Da. Svors teik apriekinuots tai: W = [maksimaluo intensitate] m [kvalitate] n, m = 0,5, n = 2, kai īrūsynoj MassBank.
Tyka eistynuota ūtruo viertiešonys metode, kas īkļuove kūpejuos NL analizi storp MS/MS. Itam mierkim izmontuojom 52 NL sarokstus, kas bīži sastūpami MS sadrumstaluoteibys procesā tandemā, i specifiskuoku NL (datu fails S1), kas īprīkš ir anotāts nūvuojinuotuos Nepenthes sugys sekundarūs metabolitu MS/MS spektram ( 9, 26). Izveiduot binarū vektoru 1 i 0 kotram MS/MS, kas atbylst attīceigi kaidu NL tagadejam i naeksistejūšajam. Pamatojūtīs iz Eiklida attuoluma leidzeibu, kotram binaram NL vektoru puoram teik apriekinuots NL leidzeibys punkts.
Kab veiktu dubultū sakūpuošonu, mes izmontuojom R paku DiffCoEx, kurys pamatā ir svērtuos genu koekspresijis analizis (WGCNA) paplašynuojums. Izmontojūt MS/MS spektru NDP i NL punktu matricys, izmontuojom DiffCoEx, kab apriekinuotu saleidzynūšū korelacejis matricu. Binarū sakūpuošonu veic, īstatejūt parametru “cutreeDynamic” iz metode = “hibrids”, cutHeight = 0,9999, deepSplit = T, i minClusterSize = 10. DiffCoEx R olūta kodu nu papyldu faila 1 lejupluodēja Tesson i c. (57); Vajadzeigū R WGCNA programmatūrys paku var atrast sātyslopā.
Kab veiktu MS/MS molekularuo teikla analizi, mes apriekinuojom puorī spektralū savīnuojumu, bolstūtīs iz NDP i NL leidzeibu veidim, i izmontuojom Cytoscape programmatūru, kab vizualizātu teikla topologeju, izmontojūt organiskū izkuortuojumu CyFilescape yFiles izkuortuojuma algoritma paplašynuojuma lītuotnē.
Izmontojit R verseju 3.0.1, kab veiktu statistiskū analizi par datim. Statistiskuo nūzeimeiba tyka nūvārtāta, izmontojūt divvierzīņa dispersejis analizi (ANOVA), kam sekuoja Tukija gūdeigi nūzeimeiguos atškireibys (HSD) post-hoc tests. Kab analizātu atškireibu storp zuolāduoju apstruodi i kontroli, tyka analizāts diveju paraugu grupu divpuseigais sadalejums ar vīnaidu disperseju, izmontojūt Studenta t testu.
Papyldu materialus itam rokstam var atrast http://advances.sciencemag.org/cgi/saturs/pylns/24.6.
Tys ir atkluotys pīkļuvis roksts, kas izplateits saskaņā ar Creative Commons Attribution-Non-Commercial licences nūsacejumim, kas atļaun lītuot, izplateit i reproducēt sevkurā medejā, cikom gola izmontuošona nav komercialam lobumam i pījāmums ir tys, ka originaldorbs ir pareizs. Atsauce.
Pīzeime: Mes tikai lyudzam nūruodeit sovu e-posta adresu, lai cylvāks, kuru īsaceisi lopai, zynuotu, ka gribit, lai jis redz e-postu i ka tys nav spams. Mes naīgiusim nikaidys e-posta adresis.
Itys vaicuojums teik izmontuots, kab puorbaudeitu, voi esi apmaklātuojs i nūvārstu automatisku spama īsnīgšonu.
Informacejis teoreja nūdrūsynoj universalu valūtu eipašu metabolomu saleidzynuošonai i testu aizsardzeibys teoreju prognoziešonai.
Informacejis teoreja nūdrūsynoj universalu valūtu eipašu metabolomu saleidzynuošonai i testu aizsardzeibys teoreju prognoziešonai.
©2021 Amerikys Zynuotnis atteisteibys asociaceja. vysys tīseibys aizsorguotys. AAAS ir HINARI, AGORA, OARE, KORA, STUDŅUSS, KrystRef i SKAITEITUOJA partneris. Zynuotnis sasnāgumi ISSN 2375-2548.