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Metabolomics in impianti

Metabolomic studia in impianti contribuisce a capire la biologia dell'impianto e la fisiologia dal punto di vista di piccole molecole chimiche. Il ruolo del metabolomics ha trovato il suo modo nella biotecnologia dell'impianto, nella ricerca transgenica, nella tolleranza migliore sollecitare ed in allevamento vegetale.

Thaliana di Arabidopsis (impianto di modello). Credito: SINITAR/Shutterstock.com

Approcci per la determinazione dei metabolomes in impianti

La cromatografia, la cromatografia di rendimento elevato accoppiata con la spettroscopia di massa, la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (RMN), la spettroscopia di Raman (NIR) di risonanza di vicino infrarosso e la spettroscopia infrarossa trasformata Fourier (FT-IR) è alcuni degli approcci metabolomic usati per determinare i metaboliti dell'impianto.

  • Una combinazione di elettroforesi capillare con gli aiuti della spettroscopia di massa (CE-MS) nella caratterizzazione del profilo dell'amminoacido nella coltura cellulare degli impianti, dimostra il metabolome nelle foglie arancio infettate dai batteri e nell'identificazione di profilo del metabolita in anisatum del Illicium.
  • La procedura metabolica di impronta digitale è stata introdotta in agronomia facendo uso di FT-IR.
  • La microscopia accoppiata con la spettroscopia di Raman è stata trovata per riuscire in phytochemicals d'identificazione e di misura e nella loro distribuzione immediatamente dai tessuti degli impianti.
  • RMN è stato usato per descrivere i metaboliti che sono prodotti quando gli impianti di mais sono esposti allo sforzo del sale.
  • L'approccio RMN ha differenziato gli impianti transgenici e non transgenici di thaliana di Arabidopsis
  • I metodi RMN sono risultato migliorare la produzione anticancro degli alcaloidi dell'indolo da sovraespressione di G10H e di ORCA3 negli impianti di roseus del Catharanthus.
  • La gascromatografia accoppiata con spettrometria di massa ha indicato un aumento in livelli di analogo di monolignol ed acidi fenolici con più decostruzione nella parete cellulare facile del virgatum di panico dell'organismo. Lo stesso approccio ha indicato la tolleranza aumentata di siccità in solanum tuberosum (l) dall'espressione della sintasi 1 di Trehalose-6-phosphate.

L'uso di cromatografia a fase mobile liquida accoppiato con i metodi di spettrometria di massa (LC-MS) è in aumento la tendenza.

Database di specie dell'impianto

Per spiegare la funzione dei geni in Arabidopsis (membro della famiglia, delle brassicaceae), l'iniziativa di metabolomics dell'impianto è stata iniziata. I metaboliti riconosciuti da LC-MS è contenuto nel database del pomodoro di Metabolome. Terpmed ha informazioni sugli impianti terpenoidi.

egualmente contengono i dati su altri metaboliti secondari ed i prodotti naturali che sono essenziali nell'applicazione terapeutica delle droghe. Il progetto della repository di Armec ha informazioni sulla patata, Arabidopsis e su più specie che sono messe a fuoco verso le raccolte per uso alimentare.

I dati circa gli ioni trovati in pomodoro sono disponibili in MotoDB e in KOMICS. Le risorse quale MetaCyc hanno informazioni sopra oltre 1.800 vie che integrano con i dati del metabolita da sopra 2.000 organismi dell'impianto.

L'IMPIANTO di KEGG del database di via di KEGG ha dati sui metaboliti secondari. I dati da varie specie dell'impianto quali grano, riso, Arabidopsis e la pera sono trovati per essere presenti in MS2T. AraCyc, RiceCyc, la rete di genomica delle solanacee, HumanCyc, Mapman, Arabidopsis Reactome, PlantCyc e la Kappa-Visualizzazione sono altri database associati. Questi database contribuiscono a convalidare i dati del metabolome e sono disponibili mentre una sorgente di riferimento per metabolomic ricerca.

Identificazione metabolica di via

Per migliorare la salubrità degli esseri umani, la produzione del metabolita dell'alimento è importante. per raggiungere questo obiettivo, guida di metabolomics nell'identificazione delle vie. Infatti, gli studi già hanno indicato che vie determinate di modificazione possono aumentare il valore nutritivo nella produzione vegetale.

La ricerca di Metabolomic su riso dorato (GR) ha indirizzato la emissione-carenza nutrizionale globale di vitamina A. Nell'endosperma di riso geneticamente alterato, il β-carotene (vitamina A) è accumulato. Nella varietà del riso GR2, 84% di β-carotene è accumulato.

Patrick Moore, PhD Ecologist, Allow Golden Rice Now, Canada

Gli antociani, che danno il colore e le qualità antiossidanti agli impianti, sono migliorati con assistenza tecnica di impianto. Questi metaboliti sono utili da proteggere da molte malattie in esseri umani; tuttavia, i livelli naturali dell'antociano in impianti non sono sufficienti per dare i vantaggi ottimali. La ricerca di Metabolomic sul pomodoro ha indicato la capitalizzazione degli antociani in più alta quantità; le concentrazioni sono abbinate con gli impianti quali i mirtilli e le more, che hanno livelli elevati del antocyanin.

La capacità antiossidante è stata migliorata a tre volte nella nuova varietà porpora del pomodoro di colore. Inoltre, quando questa nuova varietà del pomodoro è stata data come supplemento dietetico ai mouse, sospettati con cancro, la durata dei mouse anche aumentati.

Un altro studio ha trovato che la varietà transgenica del pomodoro ha indicato un di più alto livello dei polyamines quali spermina e lo spermidine. Ciò piombo ad un aumento in lycopene (metabolita) all'inizio della maturazione della frutta, che prolunga la vita della vite, migliora la qualità nutrizionale e produce il succo di frutta superiore. Gli studi hanno provato che con la mutazione genetica HP1/LeDDB1, la capitalizzazione dei flavanoidi era più alta nel Lycopersicum del solano, piombo all'più alto valore nutritivo nell'impianto.

Ruolo nel rendimento agricolo

Pianti il gioco dei metaboliti un ruolo nella fornitura il colore, il profumo, il gusto in fiori e della frutta mentre comprendono nelle risposte della resistenza e di sforzo. Parecchi studi metabolomic sono messi a fuoco per diminuire la perdita del rendimento quando i ventrigli sono esposti allo sforzo biotico o abiotico o ad una combinazione di sforzi.

Gli studi di Metabolomic sugli organi floreali di riso hanno trovato che la sollecitazione termica e di siccità causa l'inedia dello zucchero con conseguente errore riproduttivo nel granulo. Un altro studio ha trovato quella fenilalanina e glutamina- 2 amminoacidi ed altri 16 acidi grassi per svolgere un ruolo nelle varietà del riso che sono resistenti alla cecidomia.

Sorgenti:

  1. https://www.hindawi.com/journals/bmri/2013/792527/
  2. https://www.arabidopsis.org/portals/education/aboutarabidopsis.jsp
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3262138/
  4. http://www.mdpi.com/1422-0067/17/6/767/pdf

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Last Updated: Feb 26, 2019

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