广泛靶向代谢组介绍
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靶向代谢组学方法只能对少数已知代谢物进行定性和定量检测，但其具有灵敏度高、定 量准确的特点。
与之相反，非靶向代谢组学方法能够同时检测数百乃至数千种代谢物（包括已知和未知 代谢物） ，但其灵敏度较之前者减低 1-2 个数量级，定性定量准确性也相对较差 。
针对上述两种方法的优缺点，近年来相继发展出能够同时定性、定量数百种已知代谢物和定 量近千种已知及未知代谢物的广泛靶向代谢组学分析方法（Widely-targeted metabolomics）
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
题 目：Spatiotemporal Distribution of Phenolamides and the Genetics of Natural Variation of Hydroxycinnamoyl Spermidine in Rice
对其进行进一步方法优化，
IDA critetia
发现更多潜在的代谢物离子， 发掘更多有生物学功能的代 谢物，建立物种特异质谱代 谢数据库的过程。
Q1
Q2
Q3
100.1 (CE=5eV) 100.1
100.4
100.4
10..0.7
10..0.7
1000.0 7.49
1000.0
EPI scan (Enhanced Product Ion)
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
数据分析（定性）： 利用MRM检测到 的信息（RT，Q1， Q3）在MWDB3.0 数据库中匹配物质 信息。
2.产品特点
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
2.产品特点
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
代谢组是基因组与表型组的桥梁。通过代谢组学与其他组学技术（如转录组学、基因组 学）的整合，植物代谢组学在功能基因鉴定、代谢途径解析及自然变异的遗传分析等方 面都取得了较大的进展。代谢组学技术与基因组学和蛋白质组学数据结合时将会成为一 种有力的分析工具，并具有广阔的应用前景。
1.2代谢组学研究技术
physiological status and is regarded as the bridge between the genome and the phenome of plants. Unraveling the natural variation and the underlying genetic basis of plant metabolism has received increasing interest from plant biologists.
息。基于代谢组数据和重测序SNP信息，开展mGWAS（代谢组全基因组关联分析）研究。
文章内容：Here we report comprehensive profiling of 840 metabolites and a further mGWAS based on ~6.4 million SNPs obtained from 529 diverse accessions of Oryza sativa. We identified 36 candidate genes modulating levels of metabolites that are of potential physiological and nutritional importance. As a proof of concept, we functionally identified or annotated five candidate genes influencing metabolic traits.
产品1：广泛靶向代谢组+重测序（mGWAS）
产品介绍 定位与价格 应用与案例
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
mGWAS产品介绍
利用自然群体、人工群体作为研究材料，基于重测序的信息，结合代谢组结果，进行代谢组的全基因 组关联分析（metabolome Genome-Wide Association Study, mGWAS），批量、精准定位候选基因，挖 掘代谢生理、表型相关的功能基因，阐释相关pathway分子、生化机理。
广泛靶向代谢组介绍
董运亮 17390956166
1.1代谢组学与系统生物学
1.背景知识
1.1代谢组学与系统生物学
1.背景知识
代谢组是生物体表型的基础和直接体现者。代谢组与基因组、转录组、 蛋白组相比更接 近生物体的表型， 基因组和蛋白组的微小变化可以在代谢组层面得以体现和放大 。代谢 产物作为生物体在内外因素作用下基因转录和蛋白表达的最终结果， 是生物体表型的物 质基础。
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
mGWAS产品应用与案例
题 目： Metabolite-based genome-wide association studies in plants
期 刊 名：Current Opinion in Plant Biology 发表时间：2015，24:31-38 技术平台：广泛靶向代谢组，二代测序 文章内容：The plant metabolome is the readout of plant
Chen et al，MP，2013
100 150 200 250 m/z, Da
Peak annotation MS/MS spectural tags
(MS2T Library)
Standard compound Literature search Database search
MassBank KNAPSAcK MoTo DB METLIN HMDB
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
1.对529份水稻群体材料通过广靶检测，检测到840个物质，最终鉴定了277个物质。 2.基于测定代谢物的群体分层分析能够将529份水稻分为indica和japonica 两个亚群（C-糖基化黄酮）。
2.产品特点
数据分析（定量）：利用定量软件Multiquant自动积分校正软件计算Q3峰面积，人工积分查 看（根据RT和峰型等），转换成Excel表数值，即特定物质在样本中的相对含量。
非靶向代谢组： 全扫——数据分析 全扫——挑选含量高的采集二级谱——数据分析
2.产品特点
Байду номын сангаас
全扫（定性定量）：利用色谱柱分离样本中代谢物，1s内Q1全扫，通过TOF获得母离子精 确分子量，搜库定性物质（只参考了Q1分子量）。同时，利用Q1丰度获得物质在样本中的 相对含量。
Q1
Q2
LIT
100.1 (CE=30eV)
100.4
10..0.7
1000.0
249.2
141.2 189.1
91.0
Intensity Intensity
意义：发掘物种特异代谢物，
7.2 7.5 7.8 8.1 Time, min
检测低含量代谢物。
MRM scan (Multiple
Reaction Monitoring) Using precursor ion and the most abundand product ion
离子传输
一级四极杆
LINAC™ 线性加速碰撞室
三级四极杆 线性离子阱
检测器
非靶向代谢组： 全扫——数据分析 全扫——挑选含量高的采集二级谱——数据分析
2.产品特点
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
MIM scan (Multiple Ion Monitoring)
建库：基于MIM-EPI的方法，
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
3.基于重测序640万个SNP和代谢组数据开展mGWAS关联分析，最后得到161个loci对应鉴定物质，195个 loci对应未知物质，并筛选出36个重要代谢物合成调控的候选基因。
Kenji Yano et al, Nat Genet, 2016
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
数据库建立：通过标准品、人工解谱、 文献资料和数据库匹配等手段，鉴定 物质，建立代谢组数据库。
2.产品优势
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
2.产品特点
MRM扫描：利用物质检测相关参数（Q1，Q3，RT，DP，CE）检测不同样本中物质的相对 含量，获得物质的定性定量数据。
罗杰，2014，《植物代谢组学技术及研究进展》
1.2代谢组学研究技术
1.背景知识
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
广泛靶向代谢组技术 非靶向代谢组技术
一次可以检测1000种以上物质 高通量 可以检测pg级以下物质 高灵敏 一般3次生物学重复 重复好 利用QTRAP先天优势 定量准
Experimental populations
Genomics -NGS RNA seq; SNP chip
Metabolomics - Targeted
- Non/Widely-targeted
Genotype
Metabotype mGWAS Associated loci
Integrated information Causative genes
Reverse genetics, Biochemistry Functional genomics and metabolomics
The work-flow of mGWAS in plants
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
广靶+重测序（mGWAS）
题 目： Genome-wide association analyses provide genetic and biochemical insights into natural variation in rice metabolism
期 刊 名：Nature Genetics 发表时间：2014，46:714-721 技术平台：广泛靶向代谢组，二代测序 材 料：529份水稻自然群体，选取水稻五叶期剑叶 方案设计：通过广泛靶向代谢组检测技术，获得水稻剑叶的代谢组数据，利用重测序获得材料SNP信
拥有自建MVDB V2.0数据库 数据库
低通量 一次可以检测100-200种物质 低灵敏 主要检测初生代谢物 重复差 一般至少6次生物学重复 定量差 QTOF先天不足 数据库 公用普通数据库信息
2.1广靶与非靶流程比较
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
2.产品特点
TurboV 离子源
全扫——挑选含量高的采集二级谱——数据分析： 利用色谱柱分离样本中代谢物，1s内Q1全扫，采集相对含量高的Q1采集二级谱信息，用于 物质定性，（速度慢）。非靶目前通常做法用Q1检测后，筛选差异代谢物，然后挑选差异 代谢物采集二级谱，用于物质准确定性。
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
1.背景知识
AB Sciex QTRAP® 6500 LC-MS/MS
液质联用仪（迈维主要 应用该平台）
Agilent 7890A-5975C GC-MS
气质联用仪
Agilent 600 MHz DD2 NMR
核磁共振仪
1代谢组学研究技术
1.背景知识
传统的液相色谱-质谱方法有靶向代谢组学（Targeted metabolomics）和非靶向（Nontargeted/Untargeted metabolomics） 两种。
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
4.通过遗传转化及生化分析，鉴定了其中5个基因的功能，并进一步重构了水稻逆境抗性及营养成分相 关的重要代谢途径。
与之相反，非靶向代谢组学方法能够同时检测数百乃至数千种代谢物（包括已知和未知 代谢物） ，但其灵敏度较之前者减低 1-2 个数量级，定性定量准确性也相对较差 。
针对上述两种方法的优缺点，近年来相继发展出能够同时定性、定量数百种已知代谢物和定 量近千种已知及未知代谢物的广泛靶向代谢组学分析方法（Widely-targeted metabolomics）
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
题 目：Spatiotemporal Distribution of Phenolamides and the Genetics of Natural Variation of Hydroxycinnamoyl Spermidine in Rice
对其进行进一步方法优化，
IDA critetia
发现更多潜在的代谢物离子， 发掘更多有生物学功能的代 谢物，建立物种特异质谱代 谢数据库的过程。
Q1
Q2
Q3
100.1 (CE=5eV) 100.1
100.4
100.4
10..0.7
10..0.7
1000.0 7.49
1000.0
EPI scan (Enhanced Product Ion)
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
数据分析（定性）： 利用MRM检测到 的信息（RT，Q1， Q3）在MWDB3.0 数据库中匹配物质 信息。
2.产品特点
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
2.产品特点
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
代谢组是基因组与表型组的桥梁。通过代谢组学与其他组学技术（如转录组学、基因组 学）的整合，植物代谢组学在功能基因鉴定、代谢途径解析及自然变异的遗传分析等方 面都取得了较大的进展。代谢组学技术与基因组学和蛋白质组学数据结合时将会成为一 种有力的分析工具，并具有广阔的应用前景。
1.2代谢组学研究技术
physiological status and is regarded as the bridge between the genome and the phenome of plants. Unraveling the natural variation and the underlying genetic basis of plant metabolism has received increasing interest from plant biologists.
息。基于代谢组数据和重测序SNP信息，开展mGWAS（代谢组全基因组关联分析）研究。
文章内容：Here we report comprehensive profiling of 840 metabolites and a further mGWAS based on ~6.4 million SNPs obtained from 529 diverse accessions of Oryza sativa. We identified 36 candidate genes modulating levels of metabolites that are of potential physiological and nutritional importance. As a proof of concept, we functionally identified or annotated five candidate genes influencing metabolic traits.
产品1：广泛靶向代谢组+重测序（mGWAS）
产品介绍 定位与价格 应用与案例
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
mGWAS产品介绍
利用自然群体、人工群体作为研究材料，基于重测序的信息，结合代谢组结果，进行代谢组的全基因 组关联分析（metabolome Genome-Wide Association Study, mGWAS），批量、精准定位候选基因，挖 掘代谢生理、表型相关的功能基因，阐释相关pathway分子、生化机理。
广泛靶向代谢组介绍
董运亮 17390956166
1.1代谢组学与系统生物学
1.背景知识
1.1代谢组学与系统生物学
1.背景知识
代谢组是生物体表型的基础和直接体现者。代谢组与基因组、转录组、 蛋白组相比更接 近生物体的表型， 基因组和蛋白组的微小变化可以在代谢组层面得以体现和放大 。代谢 产物作为生物体在内外因素作用下基因转录和蛋白表达的最终结果， 是生物体表型的物 质基础。
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
mGWAS产品应用与案例
题 目： Metabolite-based genome-wide association studies in plants
期 刊 名：Current Opinion in Plant Biology 发表时间：2015，24:31-38 技术平台：广泛靶向代谢组，二代测序 文章内容：The plant metabolome is the readout of plant
Chen et al，MP，2013
100 150 200 250 m/z, Da
Peak annotation MS/MS spectural tags
(MS2T Library)
Standard compound Literature search Database search
MassBank KNAPSAcK MoTo DB METLIN HMDB
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
1.对529份水稻群体材料通过广靶检测，检测到840个物质，最终鉴定了277个物质。 2.基于测定代谢物的群体分层分析能够将529份水稻分为indica和japonica 两个亚群（C-糖基化黄酮）。
2.产品特点
数据分析（定量）：利用定量软件Multiquant自动积分校正软件计算Q3峰面积，人工积分查 看（根据RT和峰型等），转换成Excel表数值，即特定物质在样本中的相对含量。
非靶向代谢组： 全扫——数据分析 全扫——挑选含量高的采集二级谱——数据分析
2.产品特点
Байду номын сангаас
全扫（定性定量）：利用色谱柱分离样本中代谢物，1s内Q1全扫，通过TOF获得母离子精 确分子量，搜库定性物质（只参考了Q1分子量）。同时，利用Q1丰度获得物质在样本中的 相对含量。
Q1
Q2
LIT
100.1 (CE=30eV)
100.4
10..0.7
1000.0
249.2
141.2 189.1
91.0
Intensity Intensity
意义：发掘物种特异代谢物，
7.2 7.5 7.8 8.1 Time, min
检测低含量代谢物。
MRM scan (Multiple
Reaction Monitoring) Using precursor ion and the most abundand product ion
离子传输
一级四极杆
LINAC™ 线性加速碰撞室
三级四极杆 线性离子阱
检测器
非靶向代谢组： 全扫——数据分析 全扫——挑选含量高的采集二级谱——数据分析
2.产品特点
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
MIM scan (Multiple Ion Monitoring)
建库：基于MIM-EPI的方法，
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
3.基于重测序640万个SNP和代谢组数据开展mGWAS关联分析，最后得到161个loci对应鉴定物质，195个 loci对应未知物质，并筛选出36个重要代谢物合成调控的候选基因。
Kenji Yano et al, Nat Genet, 2016
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
数据库建立：通过标准品、人工解谱、 文献资料和数据库匹配等手段，鉴定 物质，建立代谢组数据库。
2.产品优势
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
2.产品特点
MRM扫描：利用物质检测相关参数（Q1，Q3，RT，DP，CE）检测不同样本中物质的相对 含量，获得物质的定性定量数据。
罗杰，2014，《植物代谢组学技术及研究进展》
1.2代谢组学研究技术
1.背景知识
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
广泛靶向代谢组技术 非靶向代谢组技术
一次可以检测1000种以上物质 高通量 可以检测pg级以下物质 高灵敏 一般3次生物学重复 重复好 利用QTRAP先天优势 定量准
Experimental populations
Genomics -NGS RNA seq; SNP chip
Metabolomics - Targeted
- Non/Widely-targeted
Genotype
Metabotype mGWAS Associated loci
Integrated information Causative genes
Reverse genetics, Biochemistry Functional genomics and metabolomics
The work-flow of mGWAS in plants
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
广靶+重测序（mGWAS）
题 目： Genome-wide association analyses provide genetic and biochemical insights into natural variation in rice metabolism
期 刊 名：Nature Genetics 发表时间：2014，46:714-721 技术平台：广泛靶向代谢组，二代测序 材 料：529份水稻自然群体，选取水稻五叶期剑叶 方案设计：通过广泛靶向代谢组检测技术，获得水稻剑叶的代谢组数据，利用重测序获得材料SNP信
拥有自建MVDB V2.0数据库 数据库
低通量 一次可以检测100-200种物质 低灵敏 主要检测初生代谢物 重复差 一般至少6次生物学重复 定量差 QTOF先天不足 数据库 公用普通数据库信息
2.1广靶与非靶流程比较
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
2.产品特点
TurboV 离子源
全扫——挑选含量高的采集二级谱——数据分析： 利用色谱柱分离样本中代谢物，1s内Q1全扫，采集相对含量高的Q1采集二级谱信息，用于 物质定性，（速度慢）。非靶目前通常做法用Q1检测后，筛选差异代谢物，然后挑选差异 代谢物采集二级谱，用于物质准确定性。
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
1.背景知识
AB Sciex QTRAP® 6500 LC-MS/MS
液质联用仪（迈维主要 应用该平台）
Agilent 7890A-5975C GC-MS
气质联用仪
Agilent 600 MHz DD2 NMR
核磁共振仪
1代谢组学研究技术
1.背景知识
传统的液相色谱-质谱方法有靶向代谢组学（Targeted metabolomics）和非靶向（Nontargeted/Untargeted metabolomics） 两种。
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
4.通过遗传转化及生化分析，鉴定了其中5个基因的功能，并进一步重构了水稻逆境抗性及营养成分相 关的重要代谢途径。