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问答专栏 | 40分钟速成Cell最新文献—植物抗病机制

线上讲座单元—40分钟最新顶刊精读系列又更新啦,每周一篇精读软文,帮助大家在家也能掌握最新研究动态,停课不停学!

本期讲座,刘晶晶博士通过40分钟对Cell上的最新一篇关于植物抗病机理文章「A Pathogen-Responsive Gene Cluster for Highly Modified Fatty Acids in Tomato 」,从课题设计、文章结构、数据结果及创新点做了精彩的解析,课后老师们纷纷提问,特别是组学数据分析、文章思路解析以及样本问题等。小编将问题及回答做了分类汇总,希望对老师们的科研工作有所帮助。

数据分析类

问题1:拿到转录组数据后,除了直接筛选与“disease”相关基因外,还是否有其他筛选方式?

不一定直接筛选跟疾病相关的基因,本文通过代谢组学与转录组学关联分析的方式,筛出了跟法卡林二醇积累量相关的基因,并不是直接跟疾病相关的。因此在进行基因筛选的时候要根据具体的研究目的以及已有的数据来选择恰当的筛选方法。

问题2:转录组和代谢组如何进行关联分析?靶向代谢和非靶向代谢有何区别?如何选?是不是用非靶代谢组筛选目标代谢物后,必须用靶向代谢组进行定性,类靶或广靶代谢组中有标准品吗,投稿有要求吗?

本文是将转录组中基因的表达水平与代谢组中化合物的积累量进行关联分析,是纯数据的关联方式。非靶向代谢组学是无偏向、对所有小分子代谢物同时定量分析,而靶向代谢组学仅对感兴趣的目标代谢物进行定量分析。在没有目标代谢物种类的时候,可以先进行非靶向代谢组学检测,如果找到了感兴趣的代谢物,后续可以进行靶向验证。

现在对于非靶向代谢组学类的文章投稿要求也是越来越严格,没有标准品的定性不准确,因此容易被拒稿。做完了非靶向代谢组学之后,建议最好是能够进行靶向验证,这也是很多杂志和审稿专家推荐的验证方式。

问题3:抗感两种材料,受到细菌侵染后,在受侵染初期,抗病材料的表达量一定会比感病的高吗?抗感材料抗病基因表达量趋势是否有一个固定的趋势?

这个不一定,植物在响应逆境胁迫时的,不同基因的表达变化趋势是不一样的,有些基因是持续升高的,有些基因是先升高后降低,对于持续升高的基因,抗病材料的表达量比感病高,对于先升高后降低的基因,如果取样的时间点恰巧落在了到了抗病材料下降而感病材料上升的阶段,那就有可能得到感病材料表达量比抗病材料表达量高的结果。

问题4:请问做了代谢组之后检测出该种类植物从来没有检测到的代谢物该怎么办?是不是正常的?

这个需要具体情况具体分析。

1)如果是野生型未经任何处理的植物检测到了从未检测过或者从未报道过的代谢物,那么很有可能出问题了,这时要回头检查实验过程,看是否是在取样、制样、检测等过程中受到了污染。

2)如果是经基因改造的植株以及经不同条件处理的植株检测到了从未检测过的代谢物,首先也是回头检查实验过程是否有污染,然后再重复一下实验过程;

3)如果在操作正确的情况下,多次重复实验中都检测到了这种代谢物,那么极有可能发现了新物质,可以着手去研究它的机理机制。

样本问题类

问题5:代谢组的最少样本量可以是多少?

根据各样本类型的个体化差异情况,每个生物学重复样品量要求如下所示:

样本类型

建议送样量

生物体液样本(血浆、血清、尿液、脑脊液等)

大于0.3ml/样 血浆样本推荐肝素化钠抗凝管

细胞样本

1*107/

常规动物组织样本

大于200mg/

常规植物组织样本

大于500mg/

保存与送样原则:所有样本均要求低温保存及寄送,常规样本建议-80度保存,长期保存建议液氮保存,一般要求干冰寄送

研究思路(技术选择)类

问题6:本文研究的重点明明是脂质,不应该用脂质组嘛,为什么还是用的非靶向代谢组?

本文最开始并没有确定研究目标,而是通过非靶代谢跟转录组联合的方式,发现法卡林二醇的表达模式很不同,这才决定去研究这个代谢物。由于前面的实验是可以通过非靶代谢组检测到法卡林二醇的,所以后面的研究继续延续了这个方法。

问题7:如果对一个基因功能暂不清晰,那使用多组学分析的可信度高嘛?

作者就是先通过代谢组学与转录组学联合分析的方式,确定了目标代谢物法卡林二醇,然后再次通过代谢组学与转录组学关联分析,找到了基因簇,最后再进一步研究基因簇的功能。作者在找到基因簇的时候,对它的功能并不清楚,提出了科学假设,然后通过实验进行论证。

问题8:昆虫取食番茄叶片可以这样研究吗?

昆虫也是生物胁迫的一种,可以参考这篇文章的思路。昆虫取食一方面对取食部位造成了机械损伤,另一方面昆虫口腔分泌物会进入植物伤口产生影响,机械损伤是一种非生物胁迫,因此为了区分机械损伤与昆虫自身的作用,通常在设计实验时,将处理的方式分为对照、机械处理+无菌水、机械处理+昆虫口腔分泌物,这样三种处理方式。

问题9:什么是点击化学?

点击化学(Click chemistry),又译为链接化学速配接合组合式化学,是由化学家巴里·夏普莱斯(K B Sharpless)在2001年引入的一个合成概念,主旨是通过小单元的拼接,来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成。点击化学反应主要有4 种类型:环加成反应、亲核开环反应、非醇醛的羰基化学以及碳碳多键的加成反应。

本文使用叠氮化物与炔烃环进行加成反应,将反应产物进行LC-MS分析。


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