Dagiti nadumaduma a teoria ti depensa ti mula ket mangipaayda kadagiti napateg a teoretiko a panangiturong para iti panangilawlawag kadagiti padron ti espesial a metabolismo ti mula, ngem dagiti kangrunaan a padtoda ket agtaltalinaed a masubok. Ditoy, inus-usarmi ti saan a naidumduma a tandem mass spectrometry (MS/MS) a panaganalisar tapno sistematiko a mangsukisok ti metabolome dagiti tabako a napaksuyan a kita manipud kadagiti indibidual a mula aginggana kadagiti populasion ken dagiti asideg a nainaig a sebbangan, ken nagproseso ti dakkel a bilang dagiti masa nga espektrometriko a teoria ti tampok a naibatay kadagiti kompuesto nga espektro iti impormasion. Balangkas tapno masubok dagiti kangrunaan a padto ti optimal defense (OD) ken moving target (MT) a teoria. Ti paset ti impormasion ti metabolomika ti mula ket maitunos iti teoria ti OD, ngem maikontra iti kangrunaan a panagipadto ti teoria ti MT iti dinamika ti metabolomika a gapuanan babaen dagiti herbiboro. Manipud iti mikro aginggana iti makro nga ebolusionario a sukog, ti senial ti jasmonate ket nailasin a kas ti kangrunaan a determinante ti OD, bayat a ti senial ti ethylene ket nangited ti pino a panagtunos ti herbivore-espesipiko a sungbat a naanotar babaen ti molekular a network ti MS/MS.
Dagiti espesial a metabolite nga addaan iti nadumaduma nga estruktura ti kangrunaan a makipaset iti pannakibagay dagiti mula iti aglawlaw, nangnangruna iti panangsalaknib kadagiti kabusor (1). Ti nakaskasdaaw a panagduduma ti naisangayan a metabolismo a masarakan kadagiti mula ket nangtignay kadagiti dekada ti nauneg a panagsukisok kadagiti adu nga aspetona kadagiti ekolohiko nga aramid, ken nangporma ti atiddog ​​a listaan ​​dagiti teoria ti depensa ti mula, nga isuda ti ebolusionario ken ekolohikal a panagrang-ay ti panagtitinnulong ti mula-insekto. Ti empirikal a panagsirarak ket mangipaay iti napateg a panangiwanwan (2). Nupay kasta, dagitoy a teoria ti depensa ti mula ket dida sinurot ti normatibo a dana ti hipotetiko a deduktibo a panagrason, a dagiti kangrunaan a prediksionda ket addada iti isu met laeng a lebel ti panaganalisar (3) ken nasubokda iti eksperimental tapno maparang-ay ti sumaganad a siklo ti teoretiko a panagrang-ay (4). Dagiti teknikal a limitasion ket manglimitar ti panagurnong ti datos kadagiti espesipiko a metaboliko a kategoria ken mangilaksid ti komprehensibo a panaganalisar kadagiti naisangayan a metabolito, isu a manglapped kadagiti panagidilig ti nagbaetan dagiti kategoria a nasken para iti teoretiko a panagrang-ay (5). Ti kaawan ti komprehensibo a datos ti metabolomika ken ti sapasap a kuarta a mangidilig ti panagproseso ti panagayus ti trabaho ti metaboliko nga espasio iti nagbaetan dagiti nadumaduma a grupo ti mula ket manglapped ti sientipiko a kinanataengan ti talon.
Dagiti kaudian a panagrang-ay iti tay-ak ti tandem mass spectrometry (MS/MS) a metabolomika ket mabalin a komprehensibo a mangilasin kadagiti metaboliko a panagbalbaliw iti uneg ken nagbaetan dagiti sebbangan ti naited a sistema a klado, ken mabalin a maikuyog kadagiti komputasional a pamay-an tapno makalkula ti estruktural a panagpapada iti nagbaetan dagitoy a komplikado a panaglalaok. Nasakbay a pannakaammo iti chemistry (5). Ti kombinasion dagiti narang-ay a teknolohia iti panaganalisar ken panagkomputar ket mangipaay ti kasapulan a balangkas para iti napaut a panagsubok kadagiti adu a panagipadto nga inaramid babaen dagiti ekolohiko ken ebolusionario a teoria ti metaboliko a panagduduma. Ni Shannon (6) ket nangiyam-ammo ti teoria ti impormasion iti immuna a gundaway iti seminal nga artikulona idi 1948, a nangikabil ti pundasion para iti matematikal a panaganalisar ti impormasion, a naus-usaren kadagiti adu a tay-ak malaksid ti orihinal a pannakaipakatna. Iti genomics, ti teoria ti impormasion ket sibaballigi a naipakat tapno mabilang ti panagsasaruno a konserbatibo nga impormasion (7). Iti panagsukisok ti transcriptomics, ti teoria ti impormasion ket analisarenna dagiti sapasap a panagbalbaliw iti transcriptome (8). Iti napalabas a panagsukisok, inyaplikarmi ti estadistikal a balangkas ti teoria ti impormasion iti metabolomika tapno mangiladawan ti metaboliko nga ekspertisio ti lebel ti tisyu kadagiti mula (9). Ditoy, pagtitiponenmi ti MS/MS-based a panagayus ti trabaho iti estadistikal a balangkas ti teoria ti impormasion, a nailasin babaen ti metaboliko a panagduduma iti gagangay a kuarta, tapno maipada dagiti kangrunaan a prediksionda ti teoria ti depensa ti mula ti metabolome a naiduron babaen dagiti herbiboro.
Dagiti teoretiko a balbalay ti depensa ti mula ket kadawyan a naggigiddan a mairaman ken mabalin a mabingbingay iti dua a kategoria: dagitoy a mangikagkagumaan a mangilawlawag ti pannakaiwaras dagiti mula-espesipiko a metabolito a naibatay kadagiti panagandar ti depensa, a kas ti optimal a depensa (OD) (10), aggaraw a puntiria (MT) (11) ) Ken ti langa (12) a teoria, bayat a dagiti dadduma ket agsapsapul kadagiti mekanikal a panangipalawag no kasano nga apektaran dagiti panagbalbaliw ti kaadda ti rekurso ti mula panagdakkel ken ti panagurnong dagiti espesial a metabolito, a kas ti karbon: hipotesis ti panagtimbeng ti sustansia (13), hipotesis ti rate ti panagdakkel (14 ), ken ti hipotesis ti panagtimbeng ti panagdakkel ken panaglalasin (15). Ti dua a grupo dagiti teoria ket adda iti nagduduma a lebel ti panaganalisar (4). Nupay kasta, dua a teoria a mairaman dagiti depensa a panagandar iti lebel ti panagandar ket mangituray ti saritaan maipapan kadagiti depensa ti mula a mangbukel ken maiduron: ti teoria ti OD, a mangipapan a dagiti mula ket agpuonan kadagiti nangina a kemikal a depensada no kasapulan laeng, kas pagarigan, no dagitoy ket mainum No ti maysa nga ayup ti ruot ket rumaut, ngarud, segun ti posibilidad ti masakbayan a panagraut, ti kompuesto nga addaan iti depensa a panagandar ket naituding (10); ti MT a hipotesis ket mangisingasing nga awan ti ehe ti direksional a panagbalbaliw ti metabolite, ngem ti metabolite ket agbaliw a naiparparna, iti kasta ket mangpataud ti posibilidad a Lapdan ti metaboliko a "puntiria ti panaggunay" dagiti mangraut kadagiti herbivore. Iti sabali a pannao, dagitoy dua a teoria ket mangaramidda kadagiti agsumbangir a padto maipapan ti metaboliko a panagbalbaliw a mapasamak kalpasan ti panagraut dagiti herbivore: ti relasion ti nagbaetan ti unidireksional a panagurnong dagiti metabolito nga addaan iti depensa a panagandar (OD) ken dagiti saan a naiturong a metaboliko a panagbalbaliw (MT) (11 ).
Dagiti hipotesis ti OD ken MT ket mairaman saan laeng a dagiti naiduron a panagbalbaliw iti metabolome, ngem pay dagiti ekolohiko ken ebolusionario a pagbanagan ti panagurnong dagitoy a metabolito, a kas dagiti adaptibo a gastos ken dagiti pagimbagan dagitoy a metaboliko a panagbalbaliw iti espesipiko nga ekolohiko nga aglawlaw ( 16 ). Urayno agpada a bigbigen dagiti hipotesis ti depensa a panagandar dagiti naisangayan a metabolito, a mabalin wenno saan a nangina, ti kangrunaan a prediksiyon a mangilasin kadagiti hipotesis ti OD ken MT ket adda iti direksionalidad dagiti naiduron a metaboliko a panagbalbaliw. Ti prediksionda ti teoria ti OD ket nakaawat ti kaaduan nga eksperimental nga atension aginggana ita. Dagitoy a panagsubok ket mairaman ti panagadal kadagiti direkta wenno saan a direkta a depensa a panagandar dagiti nadumaduma a tisyu dagiti espesipiko a kompuesto kadagiti greenhouse ken natural a kasasaad, ken dagiti pay panagbalbaliw iti tukad ti panagrang-ay ti mula (17-19). Nupay kasta, aginggana ita, gapu ti kaawan ti panagayus ti trabaho ken estadistikal a balangkas para iti sangalubongan a komprehensibo a panaganalisar ti metaboliko a panagduduma ti ania man nga organismo, ti kangrunaan a panagdumaduma a panagipadto iti nagbaetan dagiti dua a teoria (kayatna a sawen, ti direksion dagiti metaboliko a panagbalbaliw) ket agtaltalinaed a masubok. Ditoy, mangipaaykami iti kasta nga analisar.
Maysa kadagiti kapapatgan a pakabigbigan dagiti mula-espesipiko a metabolito ket ti nalabes nga estruktural a panagdudumada kadagiti amin a lebel manipud kadagiti agmaymaysa a mula, dagiti populasion aginggana kadagiti kapada a sebbangan (20). Adu a kantitatibo a panagbalbaliw kadagiti naisangayan a metabolito ket mabalin a mapaliiw iti sukog ti populasion, bayat a dagiti napigsa a kualitatibo a panagdumaduma ket kadawyan a mataginayon iti lebel ti sebbangan ( 20 ). Gapuna, ti metaboliko a panagduduma ti mula ket isu ti kangrunaan nga aspeto ti panagandar a panagduduma, a mangipakita ti panagadaptasion kadagiti nadumaduma a niche, nangruna dagitoy a niche nga addaan kadagiti nadumaduma a posibilidad ti panagraut babaen dagiti naisangayan nga insekto ken dagiti gagangay nga herbivore ( 21 ). Manipud idi ti groundbreaking nga artikulo ni Fraenkel (22) kadagiti rason ti kaadda dagiti mula-espesipiko a metabolite, dagiti pannakilangen kadagiti nadumaduma nga insekto ket naibilang a kas dagiti napateg a panagpili a panagpili, ken dagitoy a panagtitinnulong ket naipagarup a nangporma kadagiti mula bayat ti ebolusion. Dalan ti metaboliko (23). Dagiti panagdumaduma ti nagbaetan dagiti sebbangan iti kinanadumaduma dagiti espesial a metabolito ket mabalin pay a mangipakita ti pisiolohiko a panagtimbeng a nainaig iti konstitutibo ken maiduron a depensa ti mula a maibusor kadagiti herbiboro nga estratehia, a kas dagiti dua a sebbangan ket masansan a negatibo a nainaig iti tunggal maysa ( 24 ). Urayno mabalin a makagunggona ti panangtaginayon ti nasayaat a depensa iti amin a panawen, dagiti naintiempuan a panagbalbaliw ti metaboliko a nainaig iti depensa ket mangipaay kadagiti nalawag a pagimbagan iti panangipalubos kadagiti mula a mangituding kadagiti napateg a rekurso kadagiti sabali a pisiolohiko a panagpuonan ( 19 , 24 ), ken mangliklik ti panagkasapulan ti simbiosis. Kolateral a pannakadadael (25). Iti pay maipatinayon, dagitoy a panagurnos manen kadagiti naisangayan a metabolito a gapuanan babaen dagiti insekto nga herbiboro ket mabalin a mangiturong iti makadadael a pannakaiwaras iti populasion (26), ken mabalin a mangipakita kadagiti direkta a panagbasa kadagiti dakkel a natural a panagbalbaliw iti jasmoniko nga asido (JA) a senial, a mabalin a mataginayon iti populasion. Dagiti nangato ken nababa a senial ti JA ket dagiti panagtagilako iti nagbaetan ti depensa kadagiti herbivore ken ti panagsasalip kadagiti espesipiko a sebbangan ( 27 ). Iti pay maipatinayon, dagiti naisangayan a metabolite a biosintetiko a dalan ket agpasarto iti napardas a pannakapukaw ken panagbalbaliw bayat ti ebolusion, a mangibunga iti patchy a metaboliko a pannakaiwaras kadagiti asideg a nainaig a sebbangan ( 28 ). Dagitoy a polimorpismo ket mabalin a napardas a maipatakder a kas sungbat kadagiti agbaliwbaliw a padron ti herbivore ( 29 ), a ti kayatna a sawen ket ti panagbalbaliw dagiti komunidad ti herbiboro ket maysa a kangrunaan a banag a mangiturong ti metaboliko a heterogeneidad.
Ditoy, espesipiko a narisutmi dagiti sumaganad a parikut. (I) Kasano nga i-reconfigure ti herbivorous insect ti metabolome ti mula? (Ii) Ania dagiti kangrunaan a paset ti impormasion ti metaboliko a plastikidad a mabalin a mabilang tapno masubok dagiti padto ti napaut a teoria ti depensa? (Iii) No maiprograma manen ti metabolome ti mula iti wagas a naisangsangayan iti manangraut, no kasta, ania ti akem ti hormone ti mula iti panangibagay iti espesipiko a metaboliko a sungbat, ken ania dagiti metabolite a makatulong iti kinaespesipiko ti depensa ti kita? (Iv) Gapu ta dagiti padto nga inaramid babaen dagiti adu a teoria ti depensa ket mabalin a mapalawa iti ballasiw dagiti amin a lebel dagiti biolohiko a tisyu, dinamagmi no kasano a maitunos ti metaboliko a sungbat a gapuanan ket manipud iti akin-uneg a panagidilig aginggana ti panagidilig ti interspecies? Iti daytoy a panggep, sistematiko nga inadalmi ti bulong a metabolome ti nikotina ti tabako, nga isu daytoy ket maysa nga ekolohikal a modelo a mula nga addaan iti nabaknang nga espesial a metabolismo, ken epektibo a maibusor kadagiti larva ti dua a katutubo nga herbiboro, ti Lepidoptera Datura (Ms) ( Agresibo unay, kangrunaan a makan) Iti Solanaceae ken Spodoptera litoralis (Sl), dagiti igges ti bulong ti kapas ket maysa a kita ti “henero”, nga addaan kadagiti mangsangaili a mula ti Solanaceae ken dadduma pay a mangsangaili kadagiti dadduma a henero ken pamilia Taraon ti mula. Inparsarmi ti MS/MS a metabolomika nga espektro ken nangala kadagiti estadistikal a deskriptor ti teoria ti impormasion tapno maipada dagiti teoria ti OD ken MT. Mangaramid kadagiti mapa ti espesipiko tapno maipalgak ti kinasiasino dagiti kangrunaan a metabolite. Ti panaganalisar ket naipalawa iti katutubo a populasion ti N. nasi ken dagiti asideg a nainaig a kita ti tabako tapno ad-adda a mausig ti covariance iti nagbaetan ti plant hormone signaling ken OD induction.
Tapno makatiliw iti sapasap a mapa maipapan iti plastikidad ken estruktura ti bulong a metabolome ti herbivorous a tabako, nagusarkami iti dati a naaramid nga analisar ken panagkalkula nga ayus ti trabaho tapno komprehensibo a mangurnong ken mang-deconvolute iti nangato a resolusion a datos nga agwaywayas nga MS/MS nga espektro manipud kadagiti naala a mula ( 9 ). Daytoy a saan a naidumaduma a pamay-an (a tinawtawagan iti MS/MS) ket mabalin a mangbangon kadagiti saan a redundante a kompuesto nga espektro, a kalpasanna ket mabalin a mausar para kadagiti amin a kompuesto-a-lebel a panaganalisar a nailadawan ditoy. Dagitoy a deconvoluted a metabolite ti mula ket nadumaduma ti kitada, a buklen dagiti ginasut aginggana kadagiti rinibu a metabolite (agarup a 500-1000-s/MS/MS ditoy). Ditoy, ikonsiderarmi ti metaboliko a plastikidad iti balangkas ti teoria ti impormasion, ken kuantipikarmi ti kinanadumaduma ken propesionalismo ti metabolome a naibatay iti Shannon nga entropia ti metaboliko a frekuensia a pannakaiwaras. Babaen ti panagusar ti dati a naipatungpal a pormula (8), kinalkulami ti maysa a grupo dagiti mangipakita a mabalin a mausar a mangkuantipikar ti kinanadumaduma ti metabolome (Hj a mangipakita), metaboliko a propil nga espesialisasion (δj a mangipakita) ken metaboliko nga espesipiko ti maymaysa a metabolite (Si nga indikador) . Mainayon pay, inyaplikarmi ti Relatibo a Distansia a Plasticity Index (RDPI) tapno mabilang ti metabolome inducibility dagiti herbivore ( Figura 1A ) ( 30 ). Iti uneg daytoy nga estadistikal a balangkas, tratuenmi ti espektro ti MS/MS a kas ti batayan a yunit ti impormasion, ken iproseso ti relatibo a kinaadu ti MS/MS iti maysa a mapa ti panagiwaras ti frekuensia, ken kalpasanna usarenmi ti entropia ti Shannon tapno pattapattaen ti panagduduma ti metabolome manipud iti daytoy. Ti espesialisasion ti metabolome ket marukod babaen ti promedio nga espesipiko ti maymaysa nga espektro ti MS/MS. Gapuna, ti panagadu ti kinaadu dagiti sumagmamano a klase ti MS/MS kalpasan ti herbivore nga induksion ket agbaliw iti espektral nga indusibilidad, RDPI ken espesialisasion, kayatna a sawen, ti panagadu ti δj nga indeks, gapu ta ad-adu nga espesial a metabolito ti mapataud ken ti nangato nga indeks ti Si ket napataud. Ti pannakaibaba ti indeks ti panagduduma ti Hj ket mangipakita a ti bilang dagiti napataud nga MS/MS ket naikkat, wenno ti pannakaiwaras ti frekuensia ti propil ket agbaliw iti saan unay a maymaysa a direksion, bayat a mangkissay ti sapasap a kinaawan ti seguridadna. Babaen ti panagkarkulo ti Si indeks, mabalin a maitampok no ania dagiti MS/MS a naiduron babaen dagiti sumagmamano nga herbivore, iti kasumbangirna, no ania ti MS/MS ket saan a sumungbat iti induksion, nga isu daytoy ket maysa a kangrunaan a mangipakita a mangilasin ti MT ken OD a panagipadto.
(A) Dagiti estadistikal a mangiladawan a naus-usar para kadagiti herbiboro (H1 aginggana iti Hx) nga MS/MS a datos-inducibilidad (RDPI), panagduduma (Hj nga indeks), espesialisasion (δj nga indeks) ken ti kinaespesipiko ti metabolite (Si nga indeks). Ti panagadu ti tukad ti espesialisasion (δj) ket mangipakita a, iti promedio, ad-adu nga herbiboro nga espesipiko a metabolito ket mapataudto, bayat a ti panagbaba ti panagduduma (Hj) ket mangipakita ti panagbaba ti panagpataud kadagiti metabolito wenno saan a patas a pannakaiwaras dagiti metabolito iti mapa ti pannakaiwaras . Ti pateg ti Si ket mangtingiting no ti metabolite ket espesipiko iti naited a kasasaad (ditoy, herbiboro) wenno ti kasumbangirna ket natengngel iti isu met laeng a lebel. (B) Konseptual a diagrama ti panagipadto ti teoria ti depensa babaen ti panagusar ti ehe ti teoria ti impormasion. Ti teoria ti OD ket mangipadto a ti panagraut dagiti herbivore ket mangpaadu kadagiti metabolito ti depensa, iti kasta ket mangpaadu ti δj. Iti isu met laeng a panawen, ti Hj ket bumassit gapu ta ti propil ket naurnos manen nga agturong iti naikkat a kinaawan ti sigurado ti metaboliko nga impormasion. Ti teoria ti MT ket mangipadto a ti panagraut dagiti herbiboro ket mangpataudto kadagiti saan a direksion a panagbalbaliw iti metabolome, iti kasta ket mangpaadu ti Hj a kas ti mangipakita ti immadu a metaboliko nga impormasion a kinaawan ti sigurado ken mangpataud ti naiparparna a pannakaiwaras ti Si. Insingasingmi pay ti naglaok a modelo, ti kasayaatan nga MT, a dagiti sumagmamano a metabolito nga addaan kadagiti nangatngato a depensa a pateg ket partikular a mapaadu (nangato a pateg ti Si), bayat a dagiti dadduma ket mangipakpakitada kadagiti naiparparna a sungbat (nababbaba a pateg ti Si).
Babaen ti panagusar kadagiti mangiladawan ti teoria ti impormasion, ipatarusmi ti teoria ti OD tapno maipadto a dagiti herbivore-a naiduron nga espesial a panagbalbaliw ti metabolite iti saan a naiduron a konstitutibo a kasasaad ket mangiturongto iti (i) panagadu ti metaboliko nga espesipiko (Si index) a mangiturong ti metabonomiko nga espesipiko (δj index) Ti panagadu ti) sumagmamano nga espesial a grupo ti metabolite nga addaan iti nangatngato a pateg ti depensa, ken (ii) ti panagbaba ti metabolome a panagduduma (Hj) index . gapu ti panagbalbaliw ti metaboliko a frekuensia a pannakaiwaras iti ad-adu a leptin a bagi a pannakaiwaras. Iti lebel ti maymaysa a metabolite, ti naurnos a pannakaiwaras ti Si ket manamnama, a sadiay ti metabolito ket mangpaadu ti pateg ti Si segun ti pateg ti depensana (Pigura 1B). Iti daytoy a linia, ilawlawagmi ti teoria ti MT tapno maipadto a ti panagpukaw ket mangiturongto kadagiti (i) dagiti saan a direksion a panagbalbaliw kadagiti metabolito a mangibunga ti panagbaba ti δj nga indeks, ken (ii) ti panagadu ti Hj nga indeks gapu ti panagadu ti metaboliko a kinaawan ti seguridad. Wenno ti kinarandom, a mabalin a mabilang babaen ti entropia ni Shannon iti porma ti sapasap a panagduduma. No maipapan iti metaboliko a komposision, ti teoria ti MT ket mangipadto ti naiparparna a pannakaiwaras ti Si. Iti panangikonsiderar a dagiti sumagmamano a metabolito ket addada iti sidong dagiti espesipiko a kasasaad iti sidong dagiti espesipiko a kasasaad, ken dagiti dadduma a kasasaad ket saan nga adda iti sidong dagiti espesipiko a kasasaad, ken ti pateg ti depensada ket agpannuray iti aglawlaw, insingasingmi pay ti naglaok a modelo ti depensa, a ti δj ken Hj ket naiwarwaras iti dua iti igid ti Si Panagpaadu iti amin a direksion, dagiti laeng sumagmamano a grupo ti metabolite, nga addaan kadagiti nangatngato a pateg ti depensa, ket partikular a mangpaadu iti Si, bayat a dagiti dadduma ket addaanto iti naiparparna a modelo pannakaiwaras (Pigura 1B).
Tapno masubok ti nadepinar manen a prediksionda ti teoria ti depensa iti ehe ti deskriptor ti teoria ti impormasion, pinadakkelmi dagiti eksperto (Ms) wenno generalist (Sl) nga larva ti herbivore kadagiti bulong ti Nepenthes pallens (Pigura 2A). Babaen ti panangusar iti MS/MS analysis, nakaalakami iti 599 a non-redundant MS/MS spectra (data file S1) manipud kadagiti methanol extracts ti leaf tissue a naurnong kalpasan ti panangpakan iti uleg. Ti panagusar kadagiti indeks ti RDPI, Hj, ken δj tapno mailadawan ti panagikumpigar manen ti linaon ti impormasion kadagiti file ti panagisaad ti MS/MS ket mangipalgak kadagiti makapainteres a padron (Pigura 2B). Ti sapasap nga uso ket, kas inladawan babaen ti mangiladawan ti impormasion, bayat nga agtultuloy a mangan dagiti uleg kadagiti bulong, ti tukad ti amin a metaboliko a panagurnos manen ket dumakkel iti panaglabas ti panawen: 72 nga oras kalpasan ti pannangan ti herbivore, ti RDPI ket dumakkel a dakkel. No maipadis iti saan a nadadael a kontrol, ti Hj ket nangruna a naikkat, a daytoy ket gapu ti immadu a tukad ti espesialisasion ti metaboliko a propil, a daytoy ket nakuantipikar babaen ti δj nga indeks. Daytoy a nabatad nga uso ket maitunos kadagiti prediksionda ti teoria ti OD, ngem saan a maitunos kadagiti kangrunaan a panagipadto ti teoria ti MT, a mamati a dagiti naiparparna (saan a direksion) a panagbalbaliw kadagiti lebel ti metabolite ket naus-usar a kas ti depensa a panagkamkamali (Pigura 1B). Urayno ti oral secretion (OS) elicitor content ken feeding behavior dagitoy dua nga herbivores ket agdumaduma, ti direkta a panagtaranda ket nagresulta kadagiti kapada a panagbalbaliw kadagiti direksion ti Hj ken δj bayat ti 24-oras ken 72-oras a panawen ti panagani. Ti laeng nagdumaan ket napasamak iti 72 nga oras ti RDPI. No idilig iti gapuanan ti Ms feeding, nangatngato ti pakabuklan a metabolismo a naiduron babaen ti Sl feeding.
(A) Eksperimental a disenio: dagiti gagangay a baboy (S1) wenno eksperto (Ms) a herbivores ket mapakan kadagiti desalinated a bulong dagiti mula a pitcher, bayat a para iti simulated herbivory, ti OS ti Ms (W + OSMs) ket mausar a mangasikaso iti pannakatubkol dagiti standardized leaf positions wound. S1 (W + OSSl) nga larva wenno danum (W + W). Ti kontrol (C) ket maysa a di nadadael a bulong. (B) Inducibility (RDPI no idilig iti tsart ti kontrol), diversity (Hj index) ken specialization (δj index) index a nakuenta para iti espesial a mapa ti metabolite (599 MS/MS; data file S1). Dagiti asterisk ket mangipakita kadagiti dakkel a nagdumaan ti nagbaetan ti direkta a panagpakan ti herbivore ken ti kontrol a grupo (Student’s t-test with paired t-test, *P<0.05 ken ***P<0.001). ns, saan a napateg. (C) Indeks ti resolusion ti oras ti kangrunaan (asul a kahon, amino asido, organiko nga asido ken asukar; data file S2) ken espesial a metabolite spectrum (nalabaga a kahon 443 MS/MS; data file S1) kalpasan ti simulated herbivory treatment. Ti banda ti kolor ket tumukoy iti 95% a panagtalek nga aggigiddan. Ti asterisko ket mangipakita ti naipangpangruna a panagdumaduma ti nagbaetan ti panangagas ken ti kontrol [kuadratiko a panaganalisar ti panagdumaduma (ANOVA), a sinaruno babaen ti napudno a naipangpangruna a panagdumaduma (HSD) ni Tukey para kadagiti post hoc a adu a panagidilig, *P<0.05, **P<0.01 Ken *** P <0.001]. (D) Espesialisasion dagiti scatter plot ken espesial a metabolite profile (maulit-ulit a sample nga addaan iti nadumaduma a panangagas).
Tapno sukimaten no ti herbivore-induced remodeling iti metabolome level ket maiparangarang kadagiti panagbalbaliw ti lebel dagiti indibidual a metabolite, immuna a naipamaysami dagiti metabolite a dati a naadal kadagiti bulong ti Nepenthes pallens nga addaan iti napaneknekan a resistensia ti herbivore. Dagiti phenolic amides ket dagiti hydroxycinnamamide-polyamine conjugates a maurnong bayat ti proseso ti herbivory dagiti insekto ken pagaammo a mangkissay iti panagaramid ti insekto ( 32 ). Nagsapulkami kadagiti prekursor ti katupag nga MS/MS ken inplotmi dagiti naurnong a kinetiko a kurbada (Pigura S1). Di pakasdaawan a dagiti nagtaud a phenol a saan a direkta a nairaman iti depensa maibusor kadagiti herbivore, kas iti chlorogenic acid (CGA) ken rutin, ket down-regulated kalpasan ti herbivory. Iti kasumbangirna, dagiti herbivore mabalinda a pagbalinen a napigsa unay dagiti phenol amides. Ti agtultuloy a panagtaraon dagiti dua a herbiboro ket nagresulta iti gangani a kapada nga espektro ti panagpukaw dagiti phenolamides, ken daytoy a padron ket nangruna a nalawag para iti de novo a sintesis dagiti phenolamides. Ti isu met laeng a penomenon ket mapaliiwto no mangsukisok ti 17-hydroxygeranyl nonanediol diterpene glycosides (17-HGL-DTGs) a dalan, a mangpataud ti dakkel a bilang dagiti acyclic diterpenes nga addaan kadagiti epektibo nga anti-herbivore a panagandar (33), a ti Ms Feeding with Sl ket nangtignay ti kapada nga ebkas a propil (Pigura S1)).
Ti mabalin a disbentaha dagiti direkta nga eksperimento iti panagtaraon kadagiti herbivore ket ti nagdumaan ti rate ti panagkonsumo iti bulong ken panawen ti panagtaraon dagiti herbivore, a mamagbalin a narigat a mangikkat kadagiti herbivore-espesipiko nga epekto a gapuanan dagiti sugat ken herbivore. Tapno nasaysayaat a masolbar ti herbivore species specificity ti naiduron a metaboliko a sungbat ti bulong, intuladmi ti pannakataraon dagiti Ms ken Sl larva babaen ti dagus a panangipakat iti baro a naurnong nga OS (OSM ken OSS1) iti standard puncture W ti agtultuloy a posision ti bulong. Daytoy a pamay-an ket maawagan iti W + OS a panangagas, ken daytoy ket mangistandard ti induksion babaen ti eksakto a panangi-time ti panangrugi ti sungbat a pinataud babaen ti herbivore a saan a mangpataud kadagiti makariro nga epekto ti panagdumaduma ti rate wenno kaadu ti pannakapukaw ti tisyu (Pigura 2A) (34). Babaen ti panagusar ti MS/MS a panaganalisar ken panagkalkula a tubo, nakaalakami kadagiti 443 nga espektro ti MS/MS (data a file S1), a nagtuon kadagiti espektro a dati a naurnong manipud kadagiti direkta nga eksperimento ti panagpakan. Ti panaganalisar ti teoria ti impormasion iti daytoy a MS/MS a datos a grupo ket nangipakita a ti panagprograma manen kadagiti bulong-a naisangayan a metaboloma babaen ti panagtulad kadagiti herbivore ket nangipakita kadagiti OS-espesipiko a panagtignay (Pigura 2C). Nangnangruna, no idilig iti panangagas iti OSS1, ti OSM ket nakaigapuan ti pannakapasayaat ti espesialisasion ti metabolome iti 4 nga oras. Maipalagip a no idilig iti direkta a herbivore feeding experimental data set, ti metaboliko a kinetika a nailadawan iti dua-dimensional nga espasio nga agus-usar iti Hj ken δj kas koordinado ken ti direksionalidad ti metabolome specialization a kas sungbat iti simulated herbivore treatment iti panaglabas ti panawen Umadu ti agtultuloy (Pigura 2D). Iti isu met laeng a panawen, kinantipikarmi ti linaon dagiti amino asido, organiko nga asido ken asukar (data a file S2) tapno sukimaten no daytoy a naipuntiria a panagadu ti kinalaing iti metabolome ket gapu ti panagkonfigura manen ti sentral a metabolismo ti karbon a kas sungbat kadagiti naitulad nga herbivore ( Figura S2 ). Tapno ad-adda a mailawlawag daytoy a padron, ad-adda a namonitormi ti metaboliko a kinetika ti panagurnong dagiti dati a napagsasaritaan a phenolamide ken 17-HGL-DTG a dalan. Ti OS-espesipiko nga indusion dagiti herbivore ket agbaliw iti naidumaduma a padron ti panagurnos manen iti uneg ti metabolismo ti phenolamide (Pigura S3). Dagiti phenolic amides a naglaon kadagiti coumarin ken caffeoyl a paset ket kaykayat a naiduron babaen ti OSS1, bayat a dagiti OSM ket mangtignay ti espesipiko nga indusion dagiti ferulyl a konjugado. Para iti 17-HGL-DTG a dalan, ti naidumaduma nga OS induction babaen ti agpababa a malonylation ken dagiti produkto ti dimalonylation ket naduktalan (Pigura S3).
Sumaganad, inadalmi ti OS-induced transcriptome plasticity babaen ti panangusar iti time-course microarray data set, a mangtulad iti pannakausar dagiti OSM a mangagas kadagiti bulong ti bulong ti mula a rosette kadagiti herbivore. Ti kinetika ti panagsample ket kangrunaan nga agtuon iti kinetika a naus-usar iti daytoy a panagadal ti metabolomika ( 35 ). No maipadis iti metabolome reconfiguration a ti metaboliko a plastikidad ket nangruna a naingato iti panaglabas ti panawen, mapaliiwmi dagiti apagbiit a panagburak ti transkripsion kadagiti bulong a naiduron babaen ti Ms, a sadiay ti transcriptome inducibility (RDPI) ken specialization (δj) ket adda iti 1 Adda idi ti dakkel a panagadu kadagiti oras, ken panagduduma (Hj) iti daytoy a punto ti panawen, ti panagiyebkas ti BMP1 ket nangruna a naikkat, a sinaruno babaen ti panagrelaks ti espesialisasion ti transcriptome (Pigura S4). Dagiti pamilia ti metaboliko a gene (kas ti P450, glycosyltransferase, ken BAHD acyltransferase) ket makipasetda iti proseso ti panagurnong kadagiti naisangayan a metabolito manipud kadagiti estruktural a yunit a nagtaud manipud iti kangrunaan a metabolismo, a mangsurot ti nadakamat a nasapa a nangato nga espesialisasion a modelo. Kas maysa a kaso a panagadal, naanalisar ti dalan ti phenylalanine. Ti panaganalisar ket nagpasingked a dagiti kangrunaan a gene iti metabolismo ti phenolamide ket nangato nga OS-a naiduron kadagiti herbivore no maidilig kadagiti saan a naallukoy a mula, ken asideg a naitunos kadagiti padron ti panagiyebkasda. Ti transkripsion a banag a MYB8 ken dagiti estruktural a gene a PAL1, PAL2, C4H ken 4CL iti ngato ti ayus daytoy a dalan ket nangipakita ti nasapa a panangrugi ti transkripsion. Dagiti asiltransferase nga addaan iti papel iti maudi a panagtitipon ti phenolamide, a kas ti AT1, DH29, ken CV86, ket mangipakpakitada ti napaut nga upregulation a padron (Pigura S4). Dagiti panagpalpaliiw iti ngato ket mangipakita a ti nasapa a panangrugi ti espesialisasion ti transkripto ken ti naud-udi a pannakapasayaat ti espesialisasion ti metabolomika ket maysa a naikapet a wagas, a mabalin a gapu ti sinkrono a regulatorio a sistema a mangirugi ti nabileg a sungbat ti depensa.
Ti panagkonfigura manen iti panagsenyas ti hormone ti mula ket agtignay a kas ti regulatorio a suson a mangitipon ti impormasion ti herbiboro tapno maiprograma manen ti pisiolohia dagiti mula. Kalpasan ti herbivore simulation, rinukodmi ti naurnong a dinamika dagiti kangrunaan a kategoria ti hormone ti mula ken nailadawanmi ti temporal a co-expression iti nagbaetan dagitoy [Pearson correlation coefficient (PCC)> 0.4] (Pigura 3A). Kas ninamnama, dagiti hormone ti mula a mainaig iti biosynthesis ket naisilpo iti uneg ti plant hormone co-expression network. Mainayon pay, ti metaboliko nga espesipiko (Si index) ket namapa iti daytoy a network tapno maitampok dagiti hormone ti mula a naiduron babaen dagiti nadumaduma a panangagas. Dua a kangrunaan a lugar ti herbiboro nga espesipiko a sungbat ket naidrowing: ti maysa ket adda iti gunglo ti JA, a sadiay ti JA (ti biolohikal nga aktibo a pormana a JA-Ile) ken dagiti dadduma pay a nagtaud a JA ket mangipakita ti kangatuan a puntos ti Si; ti sabali ket ethylene (ET). Ti gibberellin ket nangipakita laeng ti kalalainganna a panagadu ti kinaespesipiko ti herbivore, bayat a dagiti dadduma a hormone ti mula, a kas ti cytokinin, auxin, ken abscisic acid, ket addaan iti nababa nga induction specificity para kadagiti herbivore. No maipadis iti panagusar ti W + W laeng, ti panagpaadu ti kangatuan a pateg dagiti nagtaud a JA babaen ti aplikasion ti OS (W + OS) ket mabalin a kangrunaan a mabaliwan iti napigsa nga espesipiko a mangipakita kadagiti JA. Di ninamnama, ti OSM ken OSS1 nga addaan iti nadumaduma a linaon ti elicitor ket pagaammo a mangpataud iti kapada a panagurnong ti JA ken JA-Ile. Iti kasumbangir ti OSS1, ti OSM ket espesipiko ken napigsa a naiduron babaen dagiti OSM, bayat a ti OSS1 ket saan a mangpaadu ti sungbat dagiti basal a sugat (Pigura 3B).
(A) Co-expression network analysis a naibatay iti PCC a kalkulasion ti herbivore-induced plant hormone accumulation kinetics simulation. Ti node ket mangibagi ti maymaysa a hormone ti mula, ken ti kadakkel ti node ket mangibagi ti Si index nga espesipiko iti hormone ti mula iti nagbaetan dagiti panangagas. (B) Panagtitipon ti JA, JA-Ile ken ET kadagiti bulong gapu iti nadumaduma a panangagas nga ipamatmat ti nadumaduma a kolor: apricot, W + OSM; asul, W + OSSl; nangisit, W + W; abuabu, C (kontrol) . Dagiti asterisk ket mangipakita kadagiti naipangpangruna a panagdumaduma iti nagbaetan ti panangagas ken kontrol (dua-a-dalan nga ANOVA a sinaruno babaen ti Tukey HSD post hoc a adu a panagidilig, *** P <0.001). Panag-analisar ti teoria ti impormasion ti (C)697 MS/MS (data file S1) iti JA biosynthesis ken nadadael a perception spectrum (irAOC ken irCOI1) ken (D)585 MS/MS (data file S1) iti ETR1 nga addaan iti nadadael nga ET signal Dua a simulated herbivore treatments ti nangtignay kadagiti linia ti mula ken dagiti empty vehicle (EV) a kontrol a mula. Dagiti asterisko ket mangipakita kadagiti naipangpangruna a nagdumaan ti nagbaetan ti W+OS a panangagas ken ti saan a nadadael a kontrol (dua-a-dalan nga ANOVA a sinaruno babaen ti Tukey HSD post hoc a adu a panagidilig, *P<0.05, **P<0.01 ken ***P<0.001). (E) Naiwaras a grapo ti naiwaras a panagsuppiat iti espesialisasion. Dagiti kolor irepresentarda dagiti nadumaduma a genetically modified strain; dagiti simbolo irepresentarda dagiti nadumaduma a pamay-an ti panangagas: trianggulo, W + OSS1; rektanggulo, W + OSM; sirkulo C
Sumaganad, usarenmi ti genetically modified strain ti attenuated Nepenthes (irCOI1 ken sETR1) kadagiti kangrunaan nga addang ti JA ken ET biosynthesis (irAOC ken irACO) ken perception (irCOI1 ken sETR1) tapno analisaen ti metabolismo dagitoy dua a hormone ti mula kadagiti herbivores Ti relatibo a kontribusion ti panagprograma manen. Maitunos kadagiti napalabas nga eksperimento, pinasingkedanmi ti induction ti herbivore-OS kadagiti empty carrier (EV) a mula (Pigura 3, C agingga iti D) ken ti pakabuklan a panagbaba ti Hj index a gapuanan ti OSM, bayat nga immadu ti δj index. Ad-adda a napalawag ti sungbat ngem ti sungbat a tinignay ti OSS1. Ti dua a linia a grapo nga agus-usar ti Hj ken δj a kas dagiti koordinado ket mangipakita ti espesipiko a deregulasion (Pigura 3E). Ti nalawag unay nga uso ket kadagiti kita nga awanan iti senial ti JA, ti kinanadumaduma ti metabolome ken dagiti panagbalbaliw ti espesialisasion a gapuanan babaen dagiti herbiboro ket gistay naan-anay a naikkat (Pigura 3C). Iti kasumbangirna, ti naulimek nga ET a pannakaawat kadagiti mula ti sETR1, urayno ti sapasap nga epekto kadagiti panagbalbaliw iti herbiboro a metabolismo ket nababbaba nga amang ngem ti JA a panagsenyas, ket mangpabassit ti panagdumaduma kadagiti Hj ken δj nga indise iti nagbaetan dagiti OSM ken OSS1 a panagpukaw (Pigura 3D ken Ladawan S5). . Daytoy ket mangipakita a malaksid ti kangrunaan a panagandar ti JA a signal transduction, ti ET signal transduction ket agserbi pay a kas ti napino a panagtunos ti sebbangan-espesipiko a metaboliko a sungbat dagiti herbiboro. Maitunos iti daytoy a fine-tuning function, awan ti panagbalbaliw iti sapasap a metabolome inducibility kadagiti mula a sETR1. Iti sabali a bangir, no maidilig kadagiti mula a sETR1, dagiti mula nga irACO ket nangiduron kadagiti kapada a sapasap nga amplitudo dagiti metaboliko a panagbalbaliw a gapuanan babaen dagiti herbivore, ngem nangipakita kadagiti naisangsangayan a naidumaduma nga Hj ken δj nga iskor iti nagbaetan dagiti karit ti OSM ken OSS1 (Pigura S5).
Tapno mailasin dagiti espesial a metabolito nga addaan kadagiti napateg a kontribusion iti sebbangan-espesipiko a sungbat dagiti herbivore ken napino ti panagpataudda babaen dagiti senial ti ET, inus-usarmi ti dati a naaramid nga estruktural nga MS/MS a pamay-an. Daytoy a pamay-an ket agpannuray iti bi-clustering a pamay-an tapno mangitudo manen ti metaboliko a pamilia manipud kadagiti pirgis ti MS/MS [normalized dot product (NDP)] ken ti puntos ti panagpapada a naibatay iti neutral a pannakapukaw (NL). Ti MS/MS a datos a naibangon babaen ti panaganalisar kadagiti ET a transgeniko a linia ket nakapataud ti 585 MS/MS (data a file S1), a daytoy ket nasolbar babaen ti panagurnong kadagitoy kadagiti pito a kangrunaan a modulo ti MS/MS (M) (Pigura 4A) . Sumagmamano kadagitoy a modulo ket napuskol a napno kadagiti dati a nailasin nga espesial a metabolito: kas pagarigan, ti M1, M2, M3, M4 ken M7 ket nabaknang kadagiti nadumaduma a nagtaud a phenol (M1), flavonoid glycosides (M2), acyl asukar (M3 Ken M4), ken 17-HGL-DTG (M7). Iti pay maipatinayon, ti metaboliko nga espesipiko nga impormasion (Si index) ti maymaysa a metabolite iti tunggal maysa a modulo ket nakuenta, ken ti pannakaiwarasna ti Si ket mabalin a makita iti intuitibo. Iti ababa, dagiti espektro ti MS/MS a mangipakpakita ti nangato nga herbivory ken genotype specificity ket nailasin babaen dagiti nangato a pateg ti Si, ken dagiti estadistika ti kurtosis ket mangipakita ti pannakaiwaras ti dutdot iti kannawan a suli ti ipus. Maysa a kasta a nalukmeg a koloid a pannakaiwaras ket naduktalan idiay M1, a ti phenol amide ket nangipakita ti kangatuan a Si a paset (Pigura 4B). Ti dati a nadakamat a herbivorous inducible 17-HGL-DTG iti M7 ket nangipakita ti kalalainganna a Si score, a mangipakpakita ti kalalainganna a tukad ti naidumaduma a regulasion iti nagbaetan dagiti dua a kita ti OS. Iti kasumbangirna, kaaduan kadagiti konstitutibo a napataud nga espesial a metabolito, a kas dagiti rutin, CGA, ken dagiti asukar ti asil, ket karaman kadagiti kababaan nga iskor ti Si. Tapno nasaysayaat a masukisok ti estruktural a kinarikut ken ti pannakaiwaras ti Si iti nagbaetan dagiti naisangayan a metabolito, ti molekular a network ket naibangon para iti tunggal maysa a modulo (Pigura 4B). Ti maysa a napateg a panagipadto ti teoria ti OD (nagupgop iti Figura 1B) ket ti panagurnos manen kadagiti naisangayan a metabolito kalpasan ti herbivory ket rumbeng a mangiturong kadagiti maysa a dalan a panagbalbaliw kadagiti metabolito nga addaan iti nangato a pateg ti depensa, nangruna babaen ti panangpaadu ti espesipikoda (kas maikontra iti naiparparna a pannakaiwaras) Modo) Depensa a metabolito a naipadto babaen ti teoria ti MT. Kaaduan kadagiti nagtaud a phenol a naurnong iti M1 ket mainaig iti panagandar iti panagbaba ti panagaramid ti insekto ( 32 ). No idilig dagiti pateg ti Si kadagiti metabolite ti M1 iti nagbaetan dagiti naiduron a bulong ken dagiti mangbukel a bulong dagiti mula a mangkontrol iti EV iti 24 nga oras, napaliiwmi a ti metaboliko nga espesipiko ti adu a metabolite kalpasan dagiti herbivory nga insekto ket addaan iti dakkel nga umad-adu nga uso (Pigura 4C). Ti espesipiko a panagadu ti pateg ti Si ket naduktalan laeng kadagiti depensa a phenolamides, ngem awan ti naduktalan a panagadu ti pateg ti Si kadagiti sabali a phenol ken dagiti saan nga ammo a metabolito nga agkakadua iti daytoy a modulo. Daytoy ket maysa nga espesial a modelo, a mainaig iti teoria ti OD. Agtutunos dagiti kangrunaan a padto ti panagbalbaliw ti metaboliko a gapuanan dagiti herbivore. Tapno masubok no daytoy a partikularidad ti espektro ti phenolamide ket naiduron babaen ti OS-espesipiko nga ET, inplanomi ti metabolite Si nga indeks ken nakaigapuan ti naidumaduma a pateg ti panagiyebkas iti nagbaetan ti OSM ken OSS1 kadagiti genotipo ti EV ken sETR1 (Pigura 4D ). Iti sETR1, ti phenamide-a naiduron a nagdumaan ti OSM ken OSS1 ket dakkel a naikkat. Ti bi-clustering a pamay-an ket naipakat pay kadagiti datos ti MS/MS a naurnong kadagiti kita nga addaan iti saan nga umdas a JA tapno mangitudo kadagiti kangrunaan a modulo ti MS/MS a mainaig iti JA-a nairegulado a metaboliko nga espesialisasion (Pigura S6).
(A) Dagiti resulta ti panagurnong ti 585 MS/MS a naibatay iti naibingbingay a pirgis (NDP a panagpapada) ken naibingbingay a neutral a pannakapukaw (NL a panagpapada) ket agresulta iti modulo (M) a maitunos iti ammo a pamilia ti kompuesto, wenno babaen ti saan nga ammo wenno saan unay a na-metabolisado a komposision ti Metabolite. Iti abay ti tunggal maysa a modulo, ti metabolite (MS/MS) nga espesipiko (Si) a pannakaiwaras ket naipakita. (B) Modular molecular network: Dagiti node ket mangibagi ti MS/MS ken dagiti igid, NDP (nalabaga) ken NL (asul) nga MS/MS nga iskor (cut-off,> 0.6). Ti nagraduan a metabolite specificity index (Si) ket namaris a naibatay iti modulo (kannigid) ken namapa iti molekular a network (kannawan). (C) Modulo M1 ti mula nga EV iti konstitutibo (kontrol) ken naiduron a kasasaad (simulated herbivore) iti 24 nga oras: molecular network diagram (Ti pateg ti Si ket ti kadakkel ti node, ti depensa a phenolamide ket naipangruna iti asul). (D) Ti M1 a molekular a network a diagrama ti linia ti espektro a sETR1 nga addaan iti nadadael nga EV ken ET a pannakaawat: ti phenolic a kompuesto a naibagbaga babaen ti berde a sirkulo a nodo, ken ti naipangpangruna a panagdumaduma (P a pateg) iti nagbaetan ti W + OSM ken W + OSS1 a panangagas a kas ti kadakkel ti Node. CP, N-kafeoil-tirosina, ken ti. CS, N-kafeoil-espermidina nga; FP, N-asido feruliko nga ester-asido uric; FS, N-ferulil-espermidina nga; CoP, N’, N “-Kumarolil-tirosina;DCS, N’, N”-dikafeoil-espermidina; CFS, N', N”-kafeoyl, feruloyl-spermidina;Licium barbarum iti Wolfberry Son;Nick.O-AS, O-asil nga asukar.
Ad-adda pay a pinalawami ti panaganalisar manipud iti maymaysa a napaksuyan a Nepenthes a genotype kadagiti natural a populasion, a sadiay dagiti napigsa nga intraespesipiko a panagbalbaliw kadagiti herbivorous a lebel ti JA ken dagiti espesipiko a lebel ti metabolite ket dati a nailadawan kadagiti natural a populasion ( 26 ). Usaren daytoy a data set tapno masakupan ti 43 a germplasm. Dagitoy a germplasm ket buklen dagiti 123 a sebbangan ti mula manipud iti N. pallens. Dagitoy a mula ket naadaw manipud kadagiti bukel a naurnong kadagiti nadumaduma a katutubo a pagnanaedan idiay Utah, Nevada, Arizona, ken California (Pigura S7), kinalkulami ti kinanadumaduma ti metabolome (maawagan ditoy a lebel ti populasion) β a kinanadumaduma) ken ti espesialisasion a gapuanan ti OSM. Maitunos kadagiti napalabas a panagadal, napaliiwmi ti nasaknap a sakop dagiti metaboliko a panagbalbaliw iti igid dagiti Hj ken δj nga ehe, a mangipakpakita a dagiti germplasm ket addaan kadagiti naipangpangruna a panagdumaduma iti plastikidad dagiti metaboliko a sungbatda kadagiti herbiboro (Pigura S7). Daytoy nga organisasion ket mangipalagip kadagiti napalabas a panagpalpaliiw maipapan ti dinamiko a sakop dagiti panagbalbaliw ti JAs a gapuanan babaen dagiti herbiboro, ken nagtalinaed ti nangato unay a pateg iti maymaysa a populasion ( 26 , 36 ). Babaen ti panagusar ti JA ken JA-Ile tapno masubok ti sapasap a lebel a panagpapada iti nagbaetan ti Hj ken δj, nasarakanmi nga adda ti maysa a naipangpangruna a positibo a panagpapada iti nagbaetan ti JA ken ti metabolome β a panagduduma ken ti indeks ti espesialisasion (Pigura S7). Daytoy ket mangisingasing a ti herbivore-a naiduron a heterogeneidad iti JAs induction a naduktalan iti lebel ti populasion ket mabalin a gapu kadagiti kangrunaan a metaboliko a polimorpismo a gapuanan babaen ti panagpili manipud kadagiti insekto nga herbivore.
Impakita dagiti napalabas a panagadal a dagiti kita ti tabako ket agdumaduma unay iti kita ken relatibo a panagpannuray kadagiti naiduron ken mangbukel a metaboliko a depensa. Maipagarup a dagitoy a panagbalbaliw iti anti-herbivore signal transduction ken dagiti kabaelan ti depensa ket nairegula babaen ti presion ti populasion dagiti insekto, siklo ti biag ti mula, ken dagiti gastos ti panagpataud ti depensa iti niche a dumakkel ti naited a sebbangan. Inadalmi ti kinaurnos ti leaf metabolome remodeling nga induron dagiti herbivores ti innem a kita ti Nicotiana a katutubo iti Amianan nga America ken Abagatan nga America. Dagitoy a sebbangan ket asideg a nainaig iti Nepenthes Amianan nga Amerika, nga isu ti Nicolas Bociflo. La, N. nikotinis, Nikotiana n. napaksuyan a ruot, Nicotiana tabacum, linear a tabako, tabako (Nicotiana spegazzinii) ken tabako a bulong ti tabako (Nicotiana obtusifolia) (Pigura 5A) (37). Innem kadagitoy a sebbangan, a mairaman ti nasayaat a nailasin a sebbangan ti N. please, ket tinawen a mula ti petunia clade, ken ti obtusifolia N. ket perennials ti kabsat a babai a klado a Trigonophyllae (38). Kalpasanna, ti W + W, W + OSM ken W + OSS1 induction ket naaramid kadagitoy a pito a sebbangan tapno adalen ti sebbangan-a-lebel a metaboliko a panagurnos manen ti panagtaraon ti insekto.
(A) Maysa a bootstrap a pilohenetiko a kayo a naibatay iti kangatuan a posibilidad [para iti nuklear a sintesis ti glutamine (38)] ken ti heograpiko a pannakaiwaras ti pito nga asideg nga agkakabagian a kita ti Nicotiana (nadumaduma a kolor) (37). (B) Ti maysa a scatter plot ti espesial a panagduduma para kadagiti metaboliko a propil ti pito a sebbangan ti Nicotiana (939 MS/MS; data file S1). Iti lebel ti sebbangan, ti panagduduma ti metabolome ket negatibo a nainaig iti tukad ti espesialisasion. Ti panaganalisar ti sebbangan-a-lebel a panagpapada iti nagbaetan ti metaboliko a panagduduma ken espesialisasion ken ti panagurnong ti JA ket naipakita iti Figura 2. S9. Kolor, nadumaduma a kita; trianggulo, W + OSS1; rektanggulo, W + OSM; (C) Ti dinamika ti Nicotiana JA ken JA-Ile ket nairanggo segun ti OS nga amplitudo ti panagpukaw (dua-a-dalan nga ANOVA ken Tukey HSD kalpasan ti adu a panagidilig, * P <0.05, ** P <0.01 ken * ** Para iti panagidilig ti W + OS ken W + W, P <0.001). Box plot ti (D) kinanadumaduma ken (E) espesialisasion ti tunggal kita kalpasan ti panangtulad iti herbivorous ken methyl JA (MeJA). Ti asterisk ket mangipakita ti naipangpangruna a nagdumaan ti nagbaetan ti W + OS ken W + W wenno lanolin plus W (Lan + W) wenno Lan plus MeJA (Lan + MeJa) ken Lan a kontrol (dua-a-dalan a panaganalisar ti variansia, a sinaruno babaen ti HSD post hoc multiple comparison ni Tukey , *P<0.05, **P<0.01 ken ***P<0.001).
Babaen ti panagusar ti dual cluster method, nailasinmi ti 9 a module ti 939 MS/MS (data file S1). Ti komposision ti MS/MS a naikonfigura manen babaen dagiti nadumaduma a panangagas ket agdumaduma unay kadagiti nadumaduma a modulo iti nagbaetan dagiti sebbangan (Pigura S8). Ti panangiladawan ti Hj (natukoy ditoy a kas ti sebbangan-a-lebel a γ-a panagduduma) ken ti δj ket mangipalgak a dagiti nadumaduma a sebbangan ket agtitipon kadagiti nadumaduma unay a grupo iti metaboliko nga espasio, a sadiay ti sebbangan-a-lebel a pannakabingbingay ket kadawyan nga ad-adda a nalatak ngem ti panagpukaw. Malaksid ti N. linear ken N. obliquus, dagitoy ket mangipakpakitada ti nasaknap a dinamiko a sakop dagiti epekto ti induksion (Pigura 5B). Iti kasumbangirna, dagiti sebbangan a kas ti N. purpurea ken N. obtusifolia ket addaan iti saan unay a nalawag a metaboliko a sungbat iti pannakaagas, ngem ti metabolome ket ad-adu a nadumaduma. Ti sebbangan-espesipiko a pannakaiwaras ti naiduron a metaboliko a sungbat ket nagresulta iti maysa a naipangpangruna a negatibo a panagpapada iti nagbaetan ti espesialisasion ken ti gamma a panagduduma (PCC = -0.46, P = 4.9×10-8). Dagiti OS-a naiduron a panagbalbaliw kadagiti lebel ti JAs ket positibo a nainaig iti espesialisasion ti metabolome, ken negatibo a nainaig iti metaboliko a gamma a panagduduma nga imparang babaen ti tunggal maysa a sebbangan (Pigura 5B ken Ladawan S9). Maipalagip a dagiti sebbangan a kolokial a naibagbaga a kas dagiti sebbangan ti "sungbat ti senial" iti Figura 5C, a kas dagiti Nepenthes nematodes, Nepenthes nepenthes, Nepenthes acute, ken Nepenthes attenuated, ket nakaigapuan dagiti naipangpangruna a pagilasinan iti 30 a minuto. Dagiti nabiit pay nga OS-espesipiko a JA ken JA-Ile a panagbettak, bayat a dagiti dadduma a bakteria a maawagan iti “signal unresponsive”, kas dagiti gilingan ti Nepenthes, Nepenthes powdery ken N. obtusifolia ket mangipakita laeng iti JA-Ile Edge induction nga awan ti aniaman nga OS specificity (Pigura 5C). Iti metaboliko a lebel, kas nadakamat iti ngato, para kadagiti napaksuyan a Nepenthes, dagiti signal-responsive a substansia ket nangipakita ti OS nga espesipiko ken nangruna a nangipangato ti δj, bayat a nangkissay ti Hj. Daytoy nga OS-espesipiko a priming nga epekto ket saan a naduktalan kadagiti sebbangan a naiklasipika a kas dagiti signal a saan a reaktibo a sebbangan (Pigura 5, D ken E). Dagiti OS-espesipiko a metabolito ket ad-adda a masansan a maibingbingay iti nagbaetan dagiti sebbangan a makasungbat ti senial, ken dagitoy a gunglo ti senial ket agtipon kadagiti sebbangan nga addaan kadagiti nakapkapuy a sungbat ti senial, bayat a dagiti sebbangan nga addaan kadagiti nakapkapuy a sungbat ti senial ket mangipakita ti basbassit a panagpannuray iti tunggal maysa (Pigura S8 ). Daytoy a resulta ket mangipakita a ti OS-espesipiko nga indusion dagiti JA ken ti OS-espesipiko a panagkonfigura manen ti agpababa a metabolome ket naikapet iti lebel ti sebbangan.
Sumaganad, nagusarkami iti lanolin paste a naglaon iti methyl JA (MeJA) a mangagas kadagiti mula tapno mausig no dagitoy a coupling modes ket nainget babaen ti kaadda ti JA nga inyaplikar babaen ti exogenous JA, nga addanto iti cytoplasm dagiti mula. Napartak a deesterification ti JA. Nasarakanmi ti isu met laeng nga uso ti in-inut a panagbalbaliw manipud kadagiti signal-responsive a sebbangan aginggana kadagiti signal-non-responsive a sebbangan a gapuanan babaen ti agtultuloy a suplay ti JA (Pigura 5, D ken E). Iti ababa a pannao, ti panangagas ti MeJA ket napigsa a nangiprograma manen kadagiti metabolomo dagiti linia a nematodo, N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens, ken N. mikimotoi, a nagresulta iti dakkel a panagadu ti δj ken panagbaba ti Hj. Ti N. purpurea ket nangipakita laeng ti panagadu ti δj, ngem saan a ti Hj. Ti N. obtusifolia, a dati a naipakita a mangurnong kadagiti nababa unay a lebel ti JA, ket saan met a nasayaat ti sungbatna iti panangagas ti MeJA kadagiti termino ti metabolome reconfiguration. Dagitoy a resulta ket mangipakita a ti panagpataud ti JA wenno ti panagipatarus ti senial ket pisiolohikal a nainget kadagiti sebbangan a saan a makasungbat ti senial. Tapno masubok daytoy a hipotesis, inadalmi dagiti uppat a sebbangan (N. pallens, N. mills, N. pink ken N. microphylla) a naiduron babaen ti W + W, W + OSMs ken W + OSS1 Transcriptome (39). Maitunos iti padron ti metabolome remodeling, dagiti sebbangan ket nasayaat a naisina iti espasio ti transcriptome, a kadagitoy ti N. attenuated ket nangipakita ti kangatuan nga OS-a naiduron nga RDPI, bayat a ti N. gracilis ket addaan iti kababaan (Pigura 6A). Nupay kasta, nasarakan a ti panagduduma ti transkripto a naiduron babaen ti N. oblonga ket isu idi ti kababaan kadagiti uppat a sebbangan, a maikontra iti kangatuan a metaboliko a panagduduma ti N. oblonga a dati a naipakita kadagiti pito a sebbangan. Dagiti napalabas a panagadal ket nangipakita a ti maysa a grupo dagiti gene a mainaig kadagiti nasapa a senial ti depensa, a mairaman dagiti senial ti JA, ket mangilawlawag ti kinaespesipiko dagiti nasapa a sungbat ti depensa a naiduron babaen dagiti herbivore-a mainaig nga elicitor kadagiti sebbangan ti Nicotiana ( 39 ). Ti panagidilig kadagiti dalan ti panagsenyas ti JA iti nagbaetan dagitoy uppat a sebbangan ket nangipalgak ti makapainteres a padron (Pigura 6B). Kaaduan kadagiti gene iti daytoy a dalan, a kas ti AOC, OPR3, ACX ken COI1, ket nangipakita kadagiti relatibo a nangato a lebel ti induksion kadagitoy nga uppat a sebbangan. Nupay kasta, ti maysa a kangrunaan a gene, ti JAR4, ket mangbalbaliw ti JA iti biolohikal nga aktibo a pormana dagiti naurnong a transkripsion ti JA-Ile, ken ti lebel ti transkripsionna ket nababa unay, nangruna kadagiti gilingan ti N., Nepenthes pieris ken N. microphylla. Mainayon pay, ti laeng transkripsion ti sabali a gene nga AOS ti saan a naduktalan iti N. bifidum. Dagitoy a panagbalbaliw iti gene nga ebkas ket mabalin a responsable kadagiti nalabes a penotipo a naiduron babaen ti nababa a panagpataud ti JA kadagiti signal anergic a sebbangan ken ti indusion ti N. gracilis.
(A) Panag-analisar ti teoria ti impormasion ti panagprograma manen kadagiti nasapa a sungbat ti transkripsion ti uppat nga asideg nga agkakabagian a kita ti tabako a naisample 30 a minuto kalpasan ti herbivory induction. Makuenta ti RDPI babaen ti panangidilig kadagiti bulong nga induron ti herbivore OS iti wound control. Ipamatmat dagiti kolor ti nagduduma a kita, ken dagiti simbolo ipamatmatda ti nagduduma a pamay-an ti panangagas. (B) Panag-analisar ti gene expression kadagiti dalan ti panagsenyas ti JA kadagiti uppat a kita. Ti napalaka a dalan ti JA ket naipakita iti abay ti box plot. Nadumaduma a kolor ipamatmatda ti nagduduma a pamay-an ti panagproseso. Ti asterisk ket mangipakita nga adda ti dakkel a nagdumaan ti nagbaetan ti W + OS a panangagas ken ti W + W a kontrol (para iti Student’s t-test para kadagiti agparis a panagdumaduma, *P<0.05, **P<0.01 ken ***P<0.001). OPDA, 12-oksofitodienoiko nga asido; OPC-8: 0,3-okso-2 (2 '(Z)-pentenil)-siklopentano-1-oktanoiko nga asido.
Iti maudi a paset, inadalmi no kasano a ti insekto a kita-espesipiko a remodeling ti metabolome ti nadumaduma a kita ti mula ket mabalin a naandur kadagiti herbivore. Ti napalabas a panagsukisok ket nangipaganetget ti henero ti Nicotiana. Dakkel ti nagduma ti resistensiada kadagiti Ms ken larva (40). Ditoy, inadalmi ti koneksion daytoy a modelo ken ti metaboliko a plastikidadda. Babaen ti panangusar kadagiti uppat a kita ti tabako iti ngato, ken panangsubok ti panagpapada ti nagbaetan ti kinanadumaduma ken espesialisasion ti metabolome a gapuanan dagiti herbivores ken ti resistensia dagiti mula iti Ms ken Sl, nasarakanmi a ti resistensia, kinanadumaduma ken espesialisasion iti generalist Sl Amin ket positibo a nainaig, bayat a ti panagpapada ti nagbaetan ti resistensia kadagiti eksperto a babbai ken ti espesialisasion ket nakapuy, ken ti panagpapada iti kinanadumaduma ket saan a napateg (Pigura S10). No maipapan iti panagandur ti S1, agpada a dagiti napaksuyan nga N. chinensis ken N. gracilis, a dati a naipakita a mangipakpakita kadagiti agpada a lebel ti panagipatarus ti senial ti JA ken ti plastikidad ti metabolome, ket addaan kadagiti nadumaduma unay a sungbat iti herbivore nga induksion, ken nangipakitada pay kadagiti kapada a nangato a panagandur. Sekso.
Iti napalabas nga innem a pulo a tawen, ti teoria ti depensa ti mula ket nangited ti teoretiko a balangkas, a naibatay a dagiti managsirarak ket nangipadtoda ti dakkel a bilang ti ebolusion ken dagiti panagandar dagiti espesial a metabolito ti mula. Kaaduan kadagitoy a teoria ket dida suroten ti gagangay a pamay-an dagiti napigsa a panangipapan ( 41 ). Isingasingda dagiti kangrunaan a padto (3) iti isu met laeng a lebel ti panaganalisar. No ti panangsubok kadagiti kangrunaan a padto ket mangipalubos kadagiti espesipiko a teoria a maanalisar, daytoy ket mangaramidto ti Ti tay-ak ket umab-abante. Masuportaran, ngem laksiden ti dadduma (42). Imbes ketdi, ti baro a teoria ket mangaramid kadagiti padto kadagiti nadumaduma a lebel ti panaganalisar ken manginayon ti baro a suson dagiti mangiladawan a konsiderasion (42). Nupay kasta, dagiti dua a teoria a naisingasing iti lebel ti panagandar, ti MT ken OD, ket nalaka a maipalawag a kas dagiti napateg a panagipadto kadagiti naisangayan a metaboliko a panagbalbaliw a gapuanan dagiti herbivore: Patien ti teoria ti OD a dagiti panagbalbaliw iti espesial a metaboliko nga “espasyo” ket nangato ti direksionda . Ti teoria ti MT ket mamati a dagitoy a panagbalbaliw ket saanto a direksional ken naiparparna a mabirukan iti metaboliko nga espasio, ken aggargaraw nga addaan kadagiti nangato a pateg ti depensa a metabolito. Dagiti napalabas a panangsukimat kadagiti padto ti OD ken MT ket nasubok babaen ti panagusar ti akikid a grupo dagiti a priori a “depensa” a kompuesto. Dagitoy a metabolite-a-naisentro a panagsubok ket manglapped ti abilidad a mang-analisar ti saklaw ken trayektoria ti metabolome a panagkonfigura manen bayat ti herbivory, ken dida ipalubos ti panagsubok iti uneg ti agtultuloy nga estadistikal a balangkas tapno kasapulan dagiti kangrunaan a prediksionda a mabalin a maibilang a kas maysa a pakabuklan Kuantipikar dagiti panagbalbaliw iti metabolome ti mula. Ditoy, inus-usarmi ti makabaro a teknolohia iti metabolomika a naibatay iti komputasional nga MS ken inaramidmi ti dekonvolusion a panaganalisar ti MS iti sapasap a kuarta dagiti mangiladawan ti teoria ti impormasion tapno masubok ti panaglalasin ti nagbaetan dagiti dua a naisingasing iti sangalubongan a lebel ti metabolomika. Ti kangrunaan a padto daytoy a teoria. Ti teoria ti impormasion ket naipakat kadagiti adu a tay-ak, nangruna iti konteksto ti biodibersidad ken panagsukisok ti panagayus ti sustansia (43). Nupay kasta, aginggana ti ammotayo, daytoy ti immuna nga aplikasion a naus-usar a mangiladawan ti metaboliko nga espasio ti impormasion dagiti mula ken mangrisut kadagiti ekolohikal a parikut a mainaig kadagiti temporario a panagbalbaliw ti metaboliko a kas sungbat kadagiti pagilasinan ti aglawlaw. Iti partikular, ti abilidad daytoy a pamay-an ket adda iti abilidadna a mangidilig kadagiti padron iti uneg ken nagbaetan dagiti sebbangan ti mula tapno sukimaten no kasano a dagiti herbiboro ket nagbalbaliw manipud kadagiti nadumaduma a sebbangan aginggana kadagiti inter-sebbangan a makroebolusionario a padron kadagiti nadumaduma a lebel ti ebolusion. Metabolismo.
Ti kangrunaan a paset ti panaganalisar (PCA) ket mangbalbaliw ti maysa a multivariate a datos a grupo iti maysa nga espasio ti panagpabassit ti dimensionalidad tapno ti kangrunaan nga uso ti datos ket mabalin a maipalawag, isu a daytoy ket kadawyan a maus-usar a kas ti panagsukisok a tekniko a mangparpar ti urnos ti datos, a kas ti dekonvolusion a metabolomo. Nupay kasta, ti pannakakissay ti dimensionalidad ket mapukawna ti paset ti linaon ti impormasion iti grupo ti datos, ken ti PCA ket saan a makaipaay ti kantitatibo nga impormasion maipapan kadagiti kababalin a nangruna a mainaig iti teoria ti ekolohia, a kas ti: kasano a dagiti herbiboro ket mangkonfigura manen ti panagduduma kadagiti naisangayan a tay-ak (kas pagarigan, kinabaknang, pannakaiwaras) Ken kinaadu) dagiti metabolito? Ania dagiti metabolite a mangipadto ti naiduron a kasasaad ti naited nga herbivore? Manipud iti perspektibo ti espesipiko, kinanadumaduma ken inducibility, ti linaon ti impormasion ti bulong-espesipiko a metabolite a propil ket marunot, ken nasarakan a ti pannangan kadagiti herbivore ket mabalin a mangpaaktibo ti espesipiko a metabolismo. Di ninamnama, napaliiwmi a, kas nailadawan kadagiti indikador ti teoria ti impormasion a naipatungpal, ti nagbanagan a metaboliko a kasasaad ket addaan iti dakkel a panagtuon kalpasan ti panangraut dagiti dua nga herbivore (ti night-fed generalist Sl) ken ti eksperto iti Solanaceae a ni Ms. Nupay ti kababalinda iti panagtaraon ken ti konsentrasion ket naisangsangayan a naiduma. Ti taba nga asido-amino asido a konjugado (FAC) a mangirugi iti OS (31). Babaen ti panangusar iti herbivore OS a mangagas kadagiti standardized puncture wounds, impakita met ti simulated herbivore treatment ti umasping nga uso. Daytoy nga estandarte a pamay-an para iti panangtulad iti sungbat dagiti mula kadagiti panangraut dagiti herbivore ket mangikkat kadagiti makariro a banag a gapuanan dagiti panagbalbaliw ti kababalin ti pannangan dagiti herbivore, a mangiturong iti nadumaduma a tukad ti pannakadadael iti nadumaduma a panawen ( 34 ). Ti FAC, a pagaammo a kangrunaan a pakaigapuan ti OSM, ket mangkissay iti JAS ken dadduma pay a sungbat ti hormone ti mula iti OSS1, bayat a ti OSS1 ket mangkissay iti ginasut a daras ( 31 ). Nupay kasta, ti OSS1 ket nakaigapuan ti kapada a lebel ti panagurnong ti JA no idilig iti OSM. Daytoy ket dati a naipakita a ti sungbat ti JA kadagiti napaksuyan a Nepenthes ket sensitibo unay iti OSM, a sadiay ti FAC ket mabalinna a taginayonen ti aktibidadna urayno nabartek iti 1:1000 iti danum ( 44 ). Gapuna, no idilig iti OSM, nupay nababa unay ti FAC iti OSS1, umdasen daytoy a mangtignay iti umdas a panagbettak ti JA. Impakita dagiti napalabas a panagadal a dagiti kasla porin a protina ( 45 ) ken oligosaccharides ( 46 ) ket mabalin a mausar a kas molekular a pagilasinan tapno mangtignay kadagiti sungbat ti depensa ti mula iti OSS1. Nupay kasta, saan pay a nalawag no dagitoy nga elicitors iti OSS1 ket responsable iti panagurnong ti JA a napaliiw iti agdama a panagadal.
Nupay manmano dagiti panagadal a mangiladawan kadagiti naidumaduma a metaboliko a marka ti ramay a gapuanan ti pannakaipakat dagiti nadumaduma nga herbivores wenno exogenous JA wenno SA (salicylic acid) (47), awan ti nangriribuk iti herbivore species-espesipiko a pannakariribuk iti network ti ruot ti mula ken dagiti epektona iti espesipiko Ti pakabuklan nga epekto ti metabolismo ket sistematiko a naadal. personal nga impormasion. Daytoy nga analisar ket ad-adda pay a nangpasingked a ti akin-uneg a koneksion ti network ti hormone kadagiti sabali a hormone ti mula malaksid kadagiti JA ket mangporma ti kinaespesipiko ti metaboliko a panagurnos manen a gapuanan babaen dagiti herbivore. Nangnangruna, naduktalanmi a ti ET a gapuanan ti OSM ket dakdakkel unay ngem ti gapuanan ti OSS1. Daytoy a wagas ket maitunos iti ad-adu a linaon ti FAC iti OSM, nga isu daytoy ket kasapulan ken umdas a kondision para iti panangtignay ti panagburak ti ET ( 48 ). Iti konteksto ti panagtitinnulong ti nagbaetan dagiti mula ken dagiti herbiboro, ti panagsenyas a panagandar ti ET iti mula-espesipiko a dinamika ti metabolite ket esporadiko pay laeng ken mangpuntiria laeng iti maymaysa a kompuesto a grupo. Iti pay maipatinayon, kaaduan a panagadal ket nagusarda ti exogenous a panagusar ti ET wenno dagiti prekursorna wenno dagiti nadumaduma a manglapped tapno adalen ti regulasion ti ET, a kadagitoy dagitoy nga exogenous a kemikal nga aplikasion ket mangpataudto kadagiti adu a saan nga espesipiko nga epekto. Iti ammomi, daytoy a panagadal ket mangibagi ti immuna a dakkel a sistematiko a panagsukimat ti akem ti ET iti panagusar ti ET tapno mangpataud ken makakita kadagiti nadadael a transgenic a mula tapno makikoordinar ti dinamika ti metabolome ti mula. Ti herbivore-espesipiko nga ET induction ket mabalin a kamaudiananna a mangmodula ti sungbat ti metabolome. Ti kapapatgan ket ti transgeniko a manipulasion dagiti gene ti ET biosintesis (ACO) ken pannakaawat (ETR1) a nangipalgak ti herbivore-espesipiko a de novo a panagurnong dagiti phenolamides. Daytoy ket dati a naipakita a ti ET ket mabalinna a pino-a-tune ti JA-a naiduron a panagurnong ti nikotina babaen ti panangregula ti putrescine N-methyltransferase ( 49 ). Nupay kasta, manipud iti mekanikal a punto de bista, saan a nalawag no kasano a pino ti ET ti induction ti phenamide. Iti pay maipatinayon iti panagandar ti signal transduction ti ET, ti metaboliko nga agayus ket mabalin pay a mai-shunt iti S-adenosyl-1-methionine tapno mangregula ti panagpuonan kadagiti polyaminophenol amides. Ti S-adenosyl-1-methionine ket ET ken Gagangay a tengnga ti polyamine a biosintetiko a dalan. Ti mekanismo a ti signal ti ET ket mangregula iti lebel ti phenolamide ket kasapulan ti kanayonan a panagadal.
Iti nabayagen a panawen, gapu ti dakkel a bilang dagiti naisangayan a metabolito ti saan nga ammo nga estruktura, ti nainget nga atension kadagiti espesipiko a metaboliko a kategoria ket saan a nakabalin a nainget a mangtingiting kadagiti temporal a panagbalbaliw ti metaboliko a panagduduma kalpasan dagiti biolohiko a panagtitinnulong. Iti agdama, a naibatay iti panaganalisar ti teoria ti impormasion, ti kangrunaan a resulta ti panaggun-od ti espektro ti MS/MS a naibatay kadagiti saan a naidumduma a metabolito ket dagiti herbiboro a mangan wenno mangtulad kadagiti herbivore ket agtultuloy a mangkissay ti sapasap a metaboliko a panagduduma ti bulong a metabolome bayat a mangpaadu ti tukad ti espesialisasionna. Daytoy a temporario a panagadu ti kinaespesipiko ti metabolome a gapuanan babaen dagiti herbiboro ket nainaig iti sinergiko a panagadu ti kinaespesipiko ti transcriptome. Ti tampok a kaaduan a makatulong iti daytoy a dakdakkel a metabolome nga espesialisasion (nga addaan iti nangatngato a pateg ti Si) ket ti naisangayan a metabolite nga addaan iti dati a nailasin nga herbiboro a panagandar. Daytoy a modelo ket maitunos iti panagipadto ti teoria ti OD, ngem ti panagipadto ti MT a mainaig iti kinarandom ti panagprograma manen ti metabolome ket saan a maitunos. Nupay kasta, daytoy a datos ket maitunos pay iti panagipadto ti naglaok a modelo (kasayaatan nga MT; Ladawan 1B), gapu ta dagiti dadduma pay a saan a nailasin a metabolito nga addaan kadagiti saan nga ammo a panagandar ti depensa ket mabalin pay laeng a sumurot ti naiparparna a pannakaiwaras ti Si.
Ti maysa a naisangsangayan a padron nga ad-adda a naala babaen daytoy a panagsirarak ket manipud iti lebel ti mikro-ebolusion (maymaysa a mula ken populasion ti tabako) agingga iti dakdakkel nga ebolusionario a rukod (asideg nga agkakanaig a kita ti tabako), dagiti nadumaduma a lebel ti ebolusionario nga organisasion ket adda iti “kasayaatan a depensa” Adda dagiti dakkel a nagdumaan ti abilidad dagiti herbiboro. Moore ken dagiti kakaduana. (20) ken da Kessler ken Kalske (1) ket agwaywayas a nangisingasing a mangbalbaliw kadagiti tallo a panagandar a lebel ti biodibersidad nga orihinal a nailasin babaen ni Whittaker (50) kadagiti konstitutibo ken naiduron a temporal a panagbalbaliw ti kemikal a panagduduma; dagitoy nga autor ket saan a nagupgop Dagiti pamay-an para iti dakkel a panagurnong ti datos ti metabolome ket saan pay a mangibalabala no kasano ti mangkuenta ti metaboliko a panagduduma manipud kadagitoy a datos. Iti daytoy a panagadal, dagiti babassit a panagbalbaliw iti panagandar a pannakaidasig ni Whittaker ket mangikonsidera ti α-metaboliko a panagduduma a kas ti panagduduma dagiti MS/MS nga espektro iti naited a mula, ken ti β-metaboliko a panagduduma a kas ti batayan nga intraespesipiko a metabolismo ti maysa a grupo dagiti populasion Espasio, ken ti γ-metaboliko a panagduduma ket maysanto a panagpaatiddog ​​ti panaganalisar kadagiti kapada a sebbangan.
Ti signal ti JA ket nasken para iti nasaknap a sakop dagiti metaboliko a sungbat ti herbivore. Nupay kasta, adda ti kaawan ti nainget a kantitatibo a panagsubok ti kontribusion ti intraespesipiko a panagregulasion ti biosintesis ti JA iti panagduduma ti metabolome, ken no ti senial ti JA ket maysa a sapasap a lugar para iti stress-a naiduron a metaboliko a panagduduma iti nangatngato a makroebolusionario a sukog ket saan pay a mailasin. Napaliiwmi a ti herbiboro a kinaadda ti Nepenthes herbivorous ket mangiduron ti espesialisasion ti metabolome ken ti panagduduma ti espesialisasion ti metabolome iti uneg ti populasion dagiti sebbangan ti Nicotiana ken kadagiti asideg a nainaig a sebbangan ti Nicotiana ket sistematiko a positibo a nainaig iti JA a panagsenyas. Iti pay maipatinayon, no ti senial ti JA ket nadadael, ti metaboliko nga espesipiko a naiduron babaen ti maymaysa a genotype nga herbivore ket makanselar (Pigura 3, C ken E). Gapu ta dagiti panagbalbaliw ti metaboliko nga espektro dagiti natural a napaksuyan a populasion ti Nepenthes ket kaaduan a kuantitatibo, dagiti panagbalbaliw iti metaboliko a β a panagduduma ken ti kinaespesipiko iti daytoy nga analisar ket mabalin a kaaduan a gapuanan babaen ti napigsa a panagpukaw dagiti nabaknang iti metabolite a kategoria ti kompuesto. Dagitoy a kompuesto a klase ket mangdominar ti paset ti metabolome a propil ken mangiturong iti positibo a panagpapada kadagiti senial ti JA.
Gapu ta dagiti biokemikal a mekanismo dagiti sebbangan ti tabako nga asideg a nainaig iti daytoy ket naiduma unay, dagiti metabolito ket espesipiko a nailasin iti kualitatibo nga aspeto, isu nga ad-adda nga analitikal daytoy. Ti panagproseso ti teoria ti impormasion iti natiliw a metaboliko a propil ket mangipalgak a ti herbivorous induction ket mangpakaro ti panagtagilako iti nagbaetan ti metaboliko a gamma a panagduduma ken ti espesialisasion. Ti signal ti JA ket addaan iti kangrunaan nga akem iti daytoy a panagtagilako. Ti panagadu ti espesialisasion ti metabolome ket maitunos iti kangrunaan nga OD a panagipadto ken positibo a nainaig iti JA a senial, bayat a ti JA a senial ket negatibo a nainaig iti metaboliko a gamma a panagduduma. Dagitoy a modelo ket mangipakita a ti kapasidad ti OD dagiti mula ket nangruna a naikeddeng babaen ti plastikidad ti JA, urayno iti mikroebolusionario a sukog wenno iti dakdakkel nga ebolusionario a sukog. Dagiti eksoheno nga eksperimento ti panagusar ti JA a mangliklik kadagiti depekto ti biosintesis ti JA ket ad-adda pay a mangipalgak a dagiti asideg a nainaig a sebbangan ti tabako ket mabalin a mailasin kadagiti signal-responsive ken signal-non-responsive a sebbangan, a kas met laeng ti wagasda iti JA ken metabolome a plastikidad a naiduron babaen dagiti herbivore. Dagiti sebbangan a saan a makasungbat ti senial ket saan a makasungbat gapu ti kinaawan ti kabaelanda a mangpataud ti endoheno a JA ken gapuna ket maipaulog kadagiti pisiolohiko a limitasion. Daytoy ket mabalin a gapuanan babaen dagiti mutasion kadagiti sumagmamano a kangrunaan a gene iti dalan ti panagsenyas ti JA (AOS ken JAR4 iti N. crescens) ti. Daytoy a resulta ket mangitag-ay a dagitoy nga interspecies a makroebolusionario a padron ket mabalin a nangruna a maiturong babaen dagiti panagbalbaliw iti akin-uneg a pannakaawat ken panagsungbat ti hormone.
Iti pay maipatinayon iti panagtitinnulong ti nagbaetan dagiti mula ken dagiti herbiboro, ti panagsukisok ti metaboliko a panagduduma ket nainaig kadagiti amin a napateg a teoretiko a panagrang-ay iti panagsukisok ti biolohiko a panagadaptasion iti aglawlaw ken ti ebolusion dagiti komplikado a penotipiko a kababalin. Iti panagadu ti kaadu ti datos a nagun-od babaen dagiti moderno nga instrumento ti MS, ti panagsubok ti hipotesis iti metaboliko a panagduduma ket mabalin itan a manglab-aw kadagiti indibidual/kategoria a panagdumaduma ti metabolite ken mangaramid ti sangalubongan a panaganalisar tapno maipalgak dagiti di ninamnama a padron. Iti proseso ti dakkel a panaganalisar, ti napateg a metapora ket ti kapanunotan ti panagkonsepto kadagiti addaan kaipapanan a mapa a mabalin a mausar a mangsukisok kadagiti datos. Gapuna, ti maysa a napateg a resulta ti agdama a kombinasion ti saan a naidumduma nga MS/MS a metabolomika ken ti teoria ti impormasion ket daytoy ket mangipaay ti simple a metriko a mabalin a mausar a mangbangon kadagiti mapa tapno ag-browse ti metaboliko a panagduduma kadagiti nadumaduma a taksonomiko a sukog. Dayta ti kangrunaan a kasapulan daytoy a pamay-an. Ti panagadal ti mikro/makro nga ebolusion ken ekolohia ti komunidad.
Iti makro-ebolusionario a lebel, ti kangrunaan a teoria ti mula-insekto a co-ebolusion a teoria da Ehrlich ken Raven (51) ket tapno maipadto a ti panagduduma ti interspecies a metaboliko a panagduduma ket isu ti gapu ti panagduduma dagiti linia ti mula. Nupay kasta, iti limapulo a tawen manipud idi naipablaak daytoy a seminal nga obra, daytoy a hipotesis ket manmano a nasubok (52). Daytoy ket kaaduan a gapu kadagiti pilohenetiko a pakabigbigan dagiti maipada a metaboliko a pakabigbigan iti ballasiw dagiti atiddog ​​a distansia a linia ti mula. Ti karkarna ket mabalin nga usaren a mangisanglad kadagiti pamay-an ti panaganalisar ti target. Ti agdama nga ayus ti trabaho ti MS/MS a naproseso babaen ti teoria ti impormasion ket mangkuantipikar ti MS/MS nga estruktural a panagpapada dagiti saan nga ammo a metabolito (awan ti nasakbay a panagpili ti metabolite) ken mangbalbaliw kadagitoy nga MS/MS iti maysa a grupo ti MS/MS, isu nga iti propesional a metabolismo Dagitoy a makro-ebolusionario a modelo ket naipadpada iti sukog ti panagklasipika. Simple nga estadistikal nga indikador. Ti proseso ket kapada ti pilohenetiko a panaganalisar, a mabalin nga agusar ti panagtunos ti panagsasaruno tapno mabilang ti rate ti panagduduma wenno ebolusion ti karakter nga awan ti nasakbay a panagipadto.
Iti biokemikal a lebel, ti hipotesis ti panagiskrin da Firn ken Jones (53) ket mangipakita a ti metaboliko a panagduduma ket mataginayon kadagiti nadumaduma a lebel tapno mangipaay kadagiti raw materials tapno maipakat dagiti biolohiko nga aktibidad dagiti dati a saan a nainaig wenno nasukatan a metabolito. Dagiti pamay-an ti teoria ti impormasion ket mangipaayda ti balangkas a dagitoy a metabolite-espesipiko nga ebolusionario a panagbalbaliw a mapasamak bayat ti espesialisasion ti metabolite ket mabalin a mabilang a kas paset ti naisingasing nga ebolusionario a proseso ti panagsukimat: biolohikal nga aktibo a panagadaptasion manipud iti nababa nga espesipiko aginggana iti nangato nga espesipiko Dagiti malapdan a metabolito ti naited nga aglawlaw.
Amin-amin, kadagiti immuna nga aldaw ti molekular a biolohia, dagiti napateg a teoria ti depensa ti mula ket napataud, ken dagiti deduktibo a hipotesis-a-naiturong a pamay-an ket nasaknap a naibilang a kas dagiti kakaisuna a wagas ti sientipiko a panagrang-ay. Daytoy ket kaaduan a gapu kadagiti teknikal a limitasion ti panangrukod ti sibubukel a metabolome. Urayno dagiti pamay-an a naiturong babaen ti hipotesis ket nangruna a makatulong iti panagpili kadagiti sabali a makagapu a mekanismo, ti abilidadda a mangparang-ay ti pannakaawattayo kadagiti biokemikal a network ket ad-adda a limitado ngem dagiti komputasional a pamay-an nga agdama a magun-od iti kontemporaneo a siensia a nainget ti datos. Gapuna, dagiti teoria a saan a maipadto ket adayo a nalablabes ngem ti sakup dagiti magun-od a datos, isu a ti hipotetiko a pormula/panangsubok a siklo ti panagrang-ay iti tay-ak ti panagsukisok ket saan a mabalin a maikkat (4). Makitami a ti komputasional nga ayus ti trabaho ti metabolomika a naiyam-ammo ditoy ket mabalin a mangpukaw manen ti interes kadagiti nabiit pay (kasano) ken maudi (apay) nga isyu ti metaboliko a panagduduma, ken makatulong iti baro a panawen ti teoretikal a naiturong a siensia ti datos. Inusig manen ti panawen dagiti napateg a teoria a nangipaltiing kadagiti napalabas a kaputotan.
Maaramid ti direkta a panagpakan kadagiti herbivore babaen ti panangpadakkel iti maikadua nga instar larva wenno Sl larva iti maymaysa a Pale-colored pitcher plant leaf ti maymaysa a mula nga agsabong a rosas, nga addaan iti 10 a replicate ti mula iti tunggal mula. Na-clamp dagiti larva ti insekto babaen kadagiti clamp, ket naurnong ti nabati a tisyu ti bulong 24 ken 72 nga oras kalpasan ti impeksion ken napartak a nagyelo, ket naala dagiti metabolite.
Tuladen ti herbivorous treatment iti highly synchronized a wagas. Ti pamay-an ket agusar kadagiti pilid a padron ti tela a mangtubtubngar iti tallo a linia ti siit iti tunggal sikigan ti midrib ti tallo a naan-anay a napalawa a bulong ti mula bayat ti tukad ti panagdakkel ti garland ti tela, ken dagus a mangikabil iti 1:5 Diluted Ms. Wenno agusar kadagiti naguantes a ramay a mangiserrek iti S1 OS iti sugat a natubkol. Apiten ken iproseso ti maysa a bulong kas nailadawan iti ngato. Usaren ti dati a nailadawan a pamay-an tapno makaala kadagiti kangrunaan a metabolite ken hormone ti mula (54).
Para kadagiti exogenous JA applications, dagiti tallo a bulong ti petiole ti tunggal maysa kadagiti innem a mula nga agsabong ti rosas ti tunggal kita ket maagasan iti 20μl ti lanolin paste nga addaan iti 150μg MeJA (Lan + MeJA), ken 20μl ti lanolin plus wound treatment (Lan + W), wenno agusar iti 20μl a puro a lanolin kas kontrol. Naapit dagiti bulong 72 nga oras kalpasan ti pannakaagas, na-snap-frozen iti likido a nitroheno, ken naidulin iti -80°C agingga a mausar.
Uppat a JA ken ET transgenic lines, nga isu ti irAOC (36), irCOI1 (55), irACO ken sETR1 (48), ti nailasin iti grupomi iti panagsirarak. Ti irAOC ket napigsa a nangipakita ti panagbaba ti JA ken JA-Ile a lebel, bayat a ti irCOI1 ket saan a sensitibo kadagiti JA. No idilig iti EV, immadu ti panagurnong ti JA-Ile. Kasta met, ti irACO ket mangkissay iti produksion ti ET, ken no idilig iti EV, ti sETR1, a saan a sensitibo iti ET, ket mangpaadu iti produksion ti ET.
Ti maysa a photoacoustic laser spectrometer (Sensor Sense ETD-300 aktual nga oras nga ET sensor) ket maus-usar a mangaramid ti panagrukod ti ET a saan a makaraut. Dagus kalpasan ti pannakaagas, naputed ti kagudua kadagiti bulong ken nayakar iti 4-ml a naselioan a sarming a bial, ket napalubosan a maurnong ti headspace iti uneg ti 5 nga oras. Bayat ti panagrukod, tunggal bial ket na-flush babaen ti ayus ti 2 a litro/oras a puro nga angin iti 8 a minuto, a dati a limmasat iti katalista nga inted ti Sensor Sense tapno maikkat ti CO2 ken danum.
Ti datos ti mikroarray ket orihinal a naipablaak idi (35) ken naidulin iti Nailian a Sentro para iti Impormasion ti Bioteknolohia (NCBI) Gene Expression Comprehensive Database (numero ti panagserrek GSE30287). Ti datos a katupag dagiti bulong a gapuanan ti W + OSMs treatment ken ti saan a nadadael a kontrol ket naala para iti daytoy a panagadal. Ti raw intensity ket log2. Sakbay ti estadistikal a panaganalisar, ti batayan a linia ket nabaliwan ken na-normalize iti maika-75 a porsientona babaen ti panagusar ti pakete ti software ti R.
Ti orihinal a datos ti panagsasaruno ti RNA (RNA-seq) dagiti sebbangan ti Nicotiana ket naala manipud iti NCBI Short Reading Archives (SRA), ti numero ti proyekto ket PRJNA301787, nga impadamag babaen ni Zhou et al. (39) ken ituloy kas nailadawan iti (56). Ti raw a datos a naproseso babaen ti W + W, W + OSM ken W + OSS1 a maitunos kadagiti sebbangan ti Nicotiana ket napili para iti panaganalisar iti daytoy a panagadal, ken naproseso iti sumaganad a wagas: Umuna, dagiti raw RNA-seq a panagbasa ket nabaliwan iti pormat ti FASTQ. Ti HISAT2 ket mangbalbaliw ti FASTQ iti SAM, ken ti SAMtools ket mangbalbaliw kadagiti SAM a papeles kadagiti naurnos a BAM a papeles. Ti StringTie ket naus-usar a mangkuenta ti gene a panagiyebkas, ken ti pamay-anna ti panagiyebkas ket adda dagiti pirgis iti tunggal sangaribu a batayan a pirgis iti tunggal maysa a milion a naurnos a pirgis ti transkripsion.
Ti Acclaim a kromatograpiko nga adigi (150 mm x 2.1 mm; kadakkel ti partikulo 2.2μm) a naus-usar iti panaganalisar ken ti 4 mm x 4 mm a guardia nga adigi ket buklen ti isu met laeng a material. Ti sumaganad a binaryo a gradiente ket naus-usar iti sistema ti Dionex UltiMate 3000 Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC): 0 aginggana ti 0.5 a minuto, isokratiko a 90% A [deionisado a danum, 0.1% (v/v) nga acetonitrile ken 0.05% a pormiko nga asido], 10% B (Acetonitrile ken 0.05% paramiko nga asido); 0.5 agingga iti 23.5 a minuto, ti gradient phase ket 10% A ken 90% B, agpada; 23.5 agingga iti 25 a minuto, isocratic 10% A ken 90% B. Ti rate ti panagayus ket 400μl/min. Para kadagiti amin nga MS nga analisar, i-inject ti column eluent iti quadrupole ken time-of-flight (qTOF) analyzer a naikkan iti electrospray source nga agtartaray iti positibo nga ionization mode (capillary voltage, 4500 V; capillary outlet 130 V ; Temperatura ti panagmaga 200°C; panagayus ti angin ti panagpamaga 10 litro/min).
Mangaramid ti MS / MS a pirgis a panaganalisar (manipud ditoy ket maawagan a kas MS / MS) nga awan ti pakainaiganna wenno saan a mailasin manipud kadagiti datos tapno makagun-od ti estruktural nga impormasion maipapan ti sapasap a mailasin a metaboliko a propil. Ti konsepto ti saan a mangidumduma a pamay-an ti MS/MS ket agpannuray iti kinapudno a ti kuadrupolo ket addaan iti dakkel unay a tawa ti panagbukod ti masa [gapuna, ibilang amin dagiti senial ti masa-iti-karga a ratio (m/z) a kas dagiti pirgis]. Gapu iti daytoy a rason, gapu ta ti instrumento ti Impact II ket saan a nakabalin a mangpartuat ti CE a panagkiling, sumagmamano nga agwaywayas nga analisar ket naaramid babaen ti panagusar kadagiti immadu a panagdinnungpar-a naiduron a dissociation collision energy (CE) a pateg. Iti ababa a pannao, umuna nga analisaren ti sample babaen ti UHPLC-electrospray ionization/qTOF-MS babaen ti panagusar ti single mass spectrometry mode (dagiti nababa a kasasaad ti panagpirgis a pinartuat babaen ti in-source a panagpirgis), panag-scan manipud iti m/z 50 aginggana iti 1500 iti frekuensia ti panagulit iti 5 Hz. Usaren ti nitroheno a kas ti gas ti panagdinnungpar para iti panaganalisar ti MS/MS, ken mangaramid kadagiti agwaywayas a panagrukod kadagiti sumaganad nga uppat a nadumaduma a boltahe ti panagsisina a naiduron babaen ti panagdinnungpar: 20, 30, 40, ken 50 eV. Iti intero a proseso ti panagrukod, ti kuadrupolo ket addaan iti kadakkelan a tawa ti panagbukod ti masa, manipud iti m/z 50 aginggana iti 1500. No ti eksperimento ti sango a bagi m/z ken kalawa ti panagbukod ket naikeddeng iti 200, ti sakop ti masa ket automatiko a mapaaktibo babaen ti software ti panagpataray ti instrumento ken 0 Da. I-scan para kadagiti pirgis ti masa a kas iti single mass mode. Usaren ti sodium formate (50 ml isopropanol, 200 μl a pormiko nga asido ken 1 ml a 1M NaOH a nadalusan a solusion) para iti masa a kalibrasion. Babaen ti panagusar ti nangato a presision nga algoritmo ti kalibrasion ni Bruker, ti papeles ti datos ket makalibra kalpasan ti panagtaray ti promedio nga espektro iti naited a panawen a panawen. Usaren ti panag-export a panagandar ti Data Analysis v4.0 a software (Brook Dalton, Bremen, Alemania) tapno agbaliw dagiti raw a file ti datos iti pormat ti NetCDF. Ti MS/MS a datos a grupo ket naidulin iti silulukat a database ti metabolomika a MetaboLights (www.ebi.ac.uk) nga addaan iti numero ti panagserrek. MTBLS1471 nga.
Ti panagtitipon ti MS/MS ket mabalin a matungpal babaen ti panaganalisar ti korelasion iti nagbaetan ti MS1 ken MS/MS a kalidad a senial para iti nababa ken nangato nga enerhia ti panagdinnungpar ken dagiti baro a naipatungpal a pagalagadan. Ti iskrip ti R ket naus-usar a mangtungpal ti panaganalisar ti korelasion ti pannakaiwaras ti prekursor iti produkto, ken ti iskrip ti C# (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) ket naus-usar a mangipatungpal kadagiti pagalagadan.
Tapno mapabassit dagiti palso a positibo a biddut a gapuanan ti arimbangaw iti likudan ken palso a korelasion a gapuanan babaen ti panangduktal kadagiti sumagmamano a tampok ti m/z iti sumagmamano laeng a sample, usarenmi ti “napunno a pantok” a panagandar ti pakete ti R nga XCMS (para iti panangkorehir iti arimbangaw iti likudan) Rumbeng a mausar a mangsukat iti “NA” (di naduktalan a pantok) a kapigsa. No ti fill peak function ket mausar, adu pay laeng dagiti "0′′ a pateg ti kapigsa iti data set a mangapektar iti panagkuenta ti korelasion.Kalpasanna, idiligmi dagiti resulta ti panagproseso ti datos a nagun-od no ti napno a pantok a panagandar ket mausar ken no ti napunno a pantok a panagandar ket saan a mausar, ken kalkularen ti pateg ti arimbangaw ti likudan a naibatay iti promedio a naikorehir a nakarkulo a pateg, ken kalpasanna sukatan dagitoy a 0 a pateg ti kapigsa iti nakuenta a pateg ti likudan imbilangda laeng dagiti tampok a ti kapigsada ket nasurok a mamitlo a daras ti pateg iti likudan ken imbilangna ida kas “pudno a pantok.” Para kadagiti panagkarkulo ti PCC, dagiti laeng m/z a senial ti sample prekursor (MS1) ken dagiti pirgis a datos a grupo nga addaan iti saan a basbassit ngem walo a pudno a pantok ket naikonsidera.
No ti kapigsa ti prekursor a kalidad a tampok iti sibubukel a sample ket naipangpangruna a nainaig iti naikkat a kapigsa ti isu met laeng a kalidad a tampok a naipaidasig iti nababa wenno nangato nga enerhia ti panagdinnungpar, ken ti tampok ket saan a naimarka a kas ti pantok ti isotopo babaen ti CAMERA, daytoy ket mabalin nga ad-adda pay a maipalawag. Kalpasanna, babaen ti panagkarkulo kadagiti amin a mabalin a paris ti prekursor-produkto iti uneg ti 3 s (ti nakarkulo a tawa ti panawen ti panagtengngel para iti pantok a panagtengngel), ti panaganalisar ti korelasion ket maaramid. No laeng ti pateg ti m/z ket nababbaba ngem ti pateg ti prekursor ken ti panagpirgis ti MS/MS ket mapasamak iti isu met laeng a lokasion ti sample iti grupo ti datos a kas ti prekursor a nagtaudan daytoy, daytoy ket maibilang a pirgis.
Maibatay kadagitoy dua a simple a pagannurotan, ilaksidmi dagiti naikeddeng a pirgis nga addaan kadagiti pateg ti m/z a dakdakkel ngem ti m/z ti nailasin a prekursor, ken naibatay iti posision ti sample a sadiay ti agparang ti prekursor ken ti naikeddeng a pirgis. Posible pay a mangpili kadagiti tampok ti kalidad a pinartuat babaen dagiti adu nga in-source a pirgis a napataud iti MS1 a moda a kas dagiti kandidato a prekursor, iti kasta ket mangpataud kadagiti redundante nga MS/MS a kompuesto. Tapno mapabassit daytoy a data redundancy, no ti NDP a panagpapada dagiti espektro ket lumablabas iti 0.6, ken dagitoy ket tagikua ti kromatograma a “pcgroup” nga in-anotar babaen ti CAMERA, pagtitiponentayo dagitoy. Kamaudiananna, pagtitiponenmi amin dagiti uppat a resulta ti CE a nainaig iti prekursor ken dagiti pirgis iti maudi a dekonvoluto a kompuesto nga espektro babaen ti panagpili ti kangatuan a pantok ti kapigsa kadagiti amin a kandidato a pantok nga addaan iti agpada a pateg ti m/z kadagiti nadumaduma nga enerhia ti panagdinnungpar. Dagiti simmaruno nga addang ti panagproseso ket naibatay iti konsepto ti kompuesto nga espektro ken mangikonsidera kadagiti nadumaduma a kasasaad ti CE a kasapulan tapno mapaadu ti probabilidad ti panagpirgis, gapu ta dagiti sumagmamano a pirgis ket mabalin laeng a mailasin iti sidong ti espesipiko nga enerhia ti panagdinnungpar.
Ti RDPI (30) ket naus-usar a mangkuenta ti inducibility ti metaboliko a profile. Ti metaboliko nga espektro a panagduduma (Hj index) ket nagtaud manipud iti kinaadu dagiti MS/MS a prekursor babaen ti panagusar ti Shannon nga entropia ti MS/MS a frekuensia a pannakaiwaras babaen ti panagusar ti sumaganad nga ekuasion a nailadawan babaen ni Martínez et al. (8). Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) a sadiay ti Pij ket katupag ti relatibo a frekuensia ti maika-i nga MS/MS iti maika-j a sample (j = 1, 2,..., m) (i = 1, 2, ..., m) t).
Ti metaboliko nga espesipiko (Si index) ket naikeddeng a kas ti kinasiasino ti panagiyebkas ti naited nga MS/MS a mainaig iti kasansan iti nagbaetan dagiti sample a maikonsidera. Ti espesipiko ti MS/MS ket nakuenta a kas Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi) .
Usaren ti sumaganad a pormula tapno mangrukod ti metabolome-espesipiko a δj nga indeks ti tunggal maysa a j a sample, ken ti promedio ti MS/MS nga espesipiko a δj = ∑i = 1mPijSi
Dagiti espektro ti MS/MS ket naitunos kadagiti agparis, ken ti panagpapada ket nakuenta a naibatay kadagiti dua nga iskor. Umuna, babaen ti panagusar ti pagalagadan nga NDP (ammo pay a kas ti pamay-an ti korelasion ti cosine), usaren ti sumaganad nga ekuasion tapno makaiskor ti panagpapada ti paset iti nagbaetan dagiti espektro NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 a sadiay ti S1 ken S2 Maitunos, para iti espektro 1 ken espektro 2, ken kasta met ti WS1, i ken WS2, i irepresentarna ti dagsen a naibatay iti kapigsa ti pantok a ti panagdumaduma ti maika-i a gagangay a pantok iti nagbaetan dagiti dua nga espektro ket basbassit ngem 0.01 Da. Ti dagsen ket nakuenta a kas ti sumaganad: W = [pantok a kapigsa] m [kalidad] n, m = 0.5, n = 2, a kas insingasing babaen ti MassBank.
Naipatungpal ti maikadua a pamay-an ti panagmarka, a pakairamanan ti pananganalisar iti nabingbingay nga NL iti nagbaetan ti MS/MS. Iti daytoy a panggep, inus-usarmi dagiti 52 a listaan ​​ti NL a masansan a nasabat bayat ti proseso ti panagpirgis ti MS iti tandem, ken ti ad-adu nga espesipiko nga NL (data a file S1) a dati a naanotar para iti MS/MS nga espektro dagiti sekondario a metabolito dagiti nakapuy a sebbangan ti Nepenthes ( 9, 26 ). Mangaramid ti binaryo a vektor ti 1 ken 0 para iti tunggal maysa nga MS/MS, a maitunos iti agdama ken awan ti sumagmamano nga NL a nagsasaruno. Maibatay iti Euklidano a distansia a panagpapada, ti puntos ti panagpapada ti NL ket nakuenta para iti tunggal maysa a paris dagiti binaryo nga NL a vektor.
Tapno maaramid ti doble a panagurnong, inus-usarmi ti pakete ti R a DiffCoEx, a naibatay iti maysa nga ekstension ti Weighted Gene Co-expression Analysis (WGCNA). Babaen ti panagusar kadagiti matris ti panagmarka ti NDP ken NL dagiti espektro ti MS/MS, inus-usarmi ti DiffCoEx tapno makalkula ti matris ti panagidilig a korelasion. Ti binary clustering ket maaramid babaen ti panangisaad ti parametro ti “cutreeDynamic” iti pamay-an = “hybrid”, cutHeight = 0.9999, deepSplit = T, ken minClusterSize = 10. Ti R a taudan a kodigo ti DiffCoEx ket nai-download manipud iti kanayonan a file 1 babaen ni Tesson et al. (57) nga; Ti kasapulan a pakete ti software ti R WGCNA ket mabalin a masarakan idiay https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA.
Tapno maaramid ti MS/MS a molekular a network a panaganalisar, kinalkulami ti naiparis nga espektral a koneksion a naibatay kadagiti NDP ken NL a kita ti panagpada, ken nagusar ti Cytoscape a software tapno mailadawan ti topolohia ti network babaen ti panagusar ti organiko a layout iti CyFilescape yFiles layout algorithm extension application.
Usaren ti R bersion 3.0.1 tapno mangaramid ti estadistikal a panaganalisar iti datos. Ti estadistikal a kaipapanan ket natakderan babaen ti panagusar ti dua-a-dalan a panaganalisar ti panagdumaduma (ANOVA), a sinaruno babaen ti napudno a naipangpangruna a panagdumaduma (HSD) a post-hoc a panagsubok ni Tukey. Tapno mausig ti nagdumaan ti herbivorous treatment ken ti kontrol, ti dua-ipus a pannakaiwaras ti dua a grupo dagiti sample nga addaan iti agpapada a variance ket naanalisar babaen ti Student’s t test.
Para kadagiti suplementario a materiales para iti daytoy nga artikulo, pangngaasi a kitaen ti http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1
Daytoy ket maysa nga artikulo ti silulukat a panagserrek a naiwarwaras babaen dagiti kondision ti Creative Commons Attribution-Non-Commercial License, a mangipalubos ti panagusar, panagiwaras ken panagpaadu iti ania man a medium, no la ketdi ti maudi a panagusar ket saan a para iti komersial a gunggona ken ti premisa ket ti orihinal nga obra ket umiso. Reperensia.
Pakaammo: Kiddawenmi laeng nga itedmo ti email address-mo tapno ammo ti tao nga irekomendarmo iti panid a kayatmo a makitada ti email ken saan nga spam dayta. Saanmi a matiliw ti aniaman nga email address.
Daytoy a saludsod ket mausar a mangsubok no maysaka a bisita ken manglapped iti automatiko a panagipatulod ti spam.
Ti teoria ti impormasion ket mangipaay ti sapasap a kuarta para iti panagidilig kadagiti naisangayan a metabolomo ken ti panagipadto kadagiti teoria ti depensa ti panagsubok.
Ti teoria ti impormasion ket mangipaay ti sapasap a kuarta para iti panagidilig kadagiti naisangayan a metabolomo ken ti panagipadto kadagiti teoria ti depensa ti panagsubok.
©2021 Kappon ti Amerikano para iti Panagrang-ay ti Siensia. amin a karbengan ket naisagana. Ti AAAS ket kasosio ti HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ken COUNTER. Dagiti Panagrang-ay ti Siensia ISSN 2375-2548.