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基因中心植物質(zhì)譜成像技術(shù)入選Trends in Plant Science月度技術(shù)
近日，基因中心作物品質(zhì)控制與多組學(xué)技術(shù)創(chuàng)新團隊與德國馬克思普朗克分子植物生理研究所Alisdair R. Fernie教授團隊合作在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Trends in Plant Science（IF=22.012，中科院一區(qū)TOP）發(fā)表題目為“Mass Spectrometry Imaging Techniques: A Versatile Toolbox for Plant Metabolomics”的Technology of the Month論文。基因中心殷志斌副研究員為論文第一作者，黃文潔為第二作者，晏石娟研究員和Alisdair R. Fernie教授為共同通訊作者。
傳統(tǒng)的植物代謝組學(xué)旨在揭示特定條件下植物組織中含有的代謝物種類及其含量的全局特征，然而對植物組織中代謝物進行精準空間定位在闡明代謝物的合成、轉(zhuǎn)運及調(diào)控機制方面具有重要意義。質(zhì)譜成像（Mass spectrometry imaging，MSI）以其無需探針標記、非特異性檢測、可一次分析同時獲得多個代謝物分子的空間分布等優(yōu)勢，為傳統(tǒng)代謝組學(xué)分析提供了全新的可視化視角和多維的信息深度。按照離子源不同，可將質(zhì)譜成像技術(shù)分為基質(zhì)輔助激光解吸/電離質(zhì)譜成像（MALDI-MSI）技術(shù)、二次離子質(zhì)譜成像（SIMS imaging）技術(shù)、解吸電噴霧電離質(zhì)譜成像（DESI-MSI）技術(shù)、激光濺射-電噴霧電離（LA-ESI-MSI）質(zhì)譜成像等（如圖1所示）。隨著質(zhì)譜技術(shù)中各種采樣/電離方法和質(zhì)量分析器的不斷提升，使得新興MSI技術(shù)可以提供不同組織類型、空間分辨率、質(zhì)量分辨率、分析速度、檢測靈敏度等的定制分析。例如，利用MALDI-MSI技術(shù)可以獲得玉米種子中糖類、氨基酸類、脂質(zhì)類等多種代謝物隨不同萌發(fā)時間的空間分布成像變化（如圖2所示）。通過這些功能性代謝物的組織特異性分布信息，可為作物種子的生長、發(fā)育和生物/非生物脅迫響應(yīng)等調(diào)控機制提供更深入的見解。盡管目前新興的MSI技術(shù)在植物代謝組學(xué)研究中的應(yīng)用仍然較少，但隨著高空間分辨質(zhì)譜成像技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信該技術(shù)將會在植物單細胞研究中展現(xiàn)更廣闊的應(yīng)用前景。
本研究得到廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃、廣東省“特支計劃”科技創(chuàng)新青年拔尖人才、廣州市“青年科技人才托舉工程”項目等多個科研項目的資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138522002941#!
圖1. 常見植物質(zhì)譜成像技術(shù)及其流程圖
圖2. 質(zhì)譜成像技術(shù)用于玉米種子萌發(fā)過程中代謝物的時空變化研究
