مختلف ٻوٽن جي دفاعي نظريا ٻوٽن جي خاص ميٽابولزم جي نمونن جي وضاحت لاءِ اهم نظرياتي رهنمائي فراهم ڪن ٿا، پر انهن جي اهم اڳڪٿين کي جانچڻ باقي آهي. هتي، اسان غير جانبدار ٽينڊم ماس اسپيڪٽروميٽري (MS/MS) تجزيو استعمال ڪيو ته جيئن انفرادي ٻوٽن کان آبادي ۽ ويجهي سان لاڳاپيل نسلن تائين تمباکو جي گھٽتائي واري تناؤ جي ميٽابولوم کي منظم طريقي سان ڳولهي سگهجي، ۽ معلومات ۾ مرڪب اسپيڪٽرا جي بنياد تي وڏي تعداد ۾ ماس اسپيڪٽروميٽريڪ فيچر نظريا پروسيس ڪيا ويا. بهترين دفاع (OD) ۽ حرڪت ڪندڙ ٽارگيٽ (MT) نظرين جي اهم اڳڪٿين کي جانچڻ لاءِ فريم ورڪ. ٻوٽن جي ميٽابولومڪس جو معلوماتي جزو OD نظريي سان مطابقت رکي ٿو، پر جڙي ٻوٽين جي ڪري پيدا ٿيندڙ ميٽابولومڪس ڊائنامڪس تي MT نظريي جي مکيه اڳڪٿي جي مخالفت ڪري ٿو. مائڪرو کان ميڪرو ارتقائي پيماني تائين، جيسمونيٽ سگنل کي OD جي مکيه تعين ڪندڙ طور سڃاتو ويو، جڏهن ته ايٿيلين سگنل MS/MS ماليڪيولر نيٽ ورڪ پاران بيان ڪيل جڙي ٻوٽين جي مخصوص ردعمل جي فائن ٽيوننگ فراهم ڪئي.
مختلف بناوتن سان خاص ميٽابولائٽس ماحول سان ٻوٽن جي موافقت ۾ مکيه شرڪت ڪندڙ آهن، خاص طور تي دشمنن جي دفاع ۾ (1). ٻوٽن ۾ مليل خاص ميٽابولزم جي حيرت انگيز تنوع ماحولياتي ڪمن جي ڪيترن ئي پهلوئن تي ڏهاڪن جي گهري تحقيق کي متحرڪ ڪيو آهي، ۽ ٻوٽن جي دفاع جي نظرين جي هڪ ڊگهي فهرست ٺاهي آهي، جيڪي ٻوٽن ۽ حشرات جي رابطي جي ارتقائي ۽ ماحولياتي ترقي آهن. تجرباتي تحقيق اهم هدايت فراهم ڪري ٿي (2). بهرحال، اهي ٻوٽن جي دفاع جا نظريا فرضي ڪٽوتي دليل جي معياري رستي تي عمل نه ڪندا هئا، جنهن ۾ اهم اڳڪٿيون تجزيي جي ساڳئي سطح تي هيون (3) ۽ نظرياتي ترقي جي ايندڙ چڪر کي اڳتي وڌائڻ لاءِ تجرباتي طور تي آزمايا ويا هئا (4). ٽيڪنيڪل حدون ڊيٽا گڏ ڪرڻ کي مخصوص ميٽابولڪ زمرن تائين محدود ڪن ٿيون ۽ خاص ميٽابولائٽس جي جامع تجزيي کي خارج ڪن ٿيون، انهي ڪري بين-ڪيٽيگري مقابلي کي روڪيو وڃي ٿو جيڪي نظرياتي ترقي لاءِ ضروري آهن (5). جامع ميٽابولومڪس ڊيٽا ۽ مختلف ٻوٽن جي گروپن جي وچ ۾ ميٽابولڪ اسپيس جي پروسيسنگ ورڪ فلو جي مقابلي لاءِ هڪ عام ڪرنسي جي کوٽ فيلڊ جي سائنسي پختگي کي روڪي ٿي.
ٽينڊم ماس اسپيڪٽروميٽري (ايم ايس/ايم ايس) ميٽابولومڪس جي ميدان ۾ تازيون ترقيون هڪ ڏنل سسٽم ڪليڊ جي نسلن جي اندر ۽ وچ ۾ ميٽابولڪ تبديلين کي جامع طور تي بيان ڪري سگهن ٿيون، ۽ انهن پيچيده مرکبن جي وچ ۾ ساخت جي هڪجهڙائي کي ڳڻڻ لاءِ ڪمپيوٽيشنل طريقن سان گڏ ڪري سگهجي ٿو. ڪيمسٽري جو اڳوڻو علم (5). تجزيو ۽ ڪمپيوٽنگ ۾ جديد ٽيڪنالاجي جو ميلاپ ميٽابولڪ تنوع جي ماحولياتي ۽ ارتقائي نظرين پاران ڪيل ڪيترن ئي اڳڪٿين جي ڊگهي مدت جي جانچ لاءِ هڪ ضروري فريم ورڪ فراهم ڪري ٿو. شانن (6) 1948 ۾ پنهنجي بنيادي مضمون ۾ پهريون ڀيرو معلوماتي نظريو متعارف ڪرايو، معلومات جي رياضياتي تجزيي جي بنياد رکي، جيڪا ان جي اصل استعمال کان سواءِ ڪيترن ئي شعبن ۾ استعمال ڪئي وئي آهي. جينومڪس ۾، معلوماتي نظريو ڪاميابي سان تسلسل قدامت پسند معلومات جي مقدار کي طئي ڪرڻ لاءِ لاڳو ڪيو ويو آهي (7). ٽرانسڪرپٽوميڪس ريسرچ ۾، معلوماتي نظريو ٽرانسڪرپٽومي ۾ مجموعي تبديلين جو تجزيو ڪري ٿو (8). پوئين تحقيق ۾، اسان معلوماتي نظريي جي شمارياتي فريم ورڪ کي ميٽابولومڪس تي لاڳو ڪيو ته جيئن ٻوٽن ۾ ٽشو ليول جي ميٽابولڪ ماهريت کي بيان ڪري سگهجي (9). هتي، اسان MS/MS تي ٻڌل ورڪ فلو کي معلوماتي نظريي جي شمارياتي فريم ورڪ سان گڏ ڪريون ٿا، جيڪو عام ڪرنسي ۾ ميٽابولڪ تنوع جي خاصيت آهي، ته جيئن جڙي ٻوٽين پاران پيدا ڪيل ميٽابولوم جي ٻوٽن جي دفاعي نظريي جي اهم اڳڪٿين جو مقابلو ڪري سگهجي.
ٻوٽن جي دفاع جا نظرياتي فريم ورڪ عام طور تي باهمي طور تي شامل هوندا آهن ۽ انهن کي ٻن ڀاڱن ۾ ورهائي سگهجي ٿو: اهي جيڪي دفاعي ڪمن جي بنياد تي ٻوٽن جي مخصوص ميٽابولائٽس جي ورڇ کي بيان ڪرڻ جي ڪوشش ڪندا آهن، جهڙوڪ بهترين دفاع (OD) (10)، حرڪت ڪندڙ ٽارگيٽ (MT) (11)) ۽ ظاهر (12) نظريو، جڏهن ته ٻيا ميڪانياتي وضاحتون ڳوليندا آهن ته وسيلن جي دستيابي ۾ تبديليون ٻوٽي جي واڌ ۽ خاص ميٽابولائٽس جي جمع کي ڪيئن متاثر ڪن ٿيون، جهڙوڪ ڪاربن: غذائي توازن مفروضو (13)، واڌ جي شرح مفروضو (14)، ۽ واڌ ۽ تفريق توازن مفروضو (15). نظرين جا ٻه سيٽ تجزيي جي مختلف سطحن تي آهن (4). بهرحال، فنڪشنل سطح تي دفاعي ڪمن سان لاڳاپيل ٻه نظريا ٻوٽن جي جوڙجڪ ۽ inducible دفاع بابت گفتگو تي حاوي آهن: OD نظريو، جيڪو فرض ڪري ٿو ته ٻوٽا پنهنجي مهانگي ڪيميائي دفاع ۾ صرف ضرورت جي وقت سيڙپڪاري ڪن ٿا، مثال طور، جڏهن انهن کي نگليو ويندو آهي جڏهن هڪ گاهه جو جانور حملو ڪري ٿو، تنهن ڪري، مستقبل جي حملي جي امڪان جي مطابق، دفاعي ڪم سان مرڪب مقرر ڪيو ويو آهي (10)؛ MT مفروضو پيش ڪري ٿو ته هدايتي ميٽابولائٽ تبديلي جو ڪو به محور ناهي، پر ميٽابولائٽ بي ترتيب طور تي تبديل ٿئي ٿو، اهڙي طرح حملي آور جڙي ٻوٽين جي ميٽابولڪ "حرڪت جي هدف" کي روڪڻ جو امڪان پيدا ڪري ٿو. ٻين لفظن ۾، اهي ٻئي نظريا ميٽابولڪ ريموڊلنگ بابت متضاد اڳڪٿيون ڪن ٿا جيڪو جڙي ٻوٽين جي حملي کان پوءِ ٿئي ٿو: دفاعي فنڪشن (OD) ۽ غير هدايتي ميٽابولڪ تبديلين (MT) سان ميٽابولائٽس جي هڪ طرفي جمع جي وچ ۾ تعلق (11).
OD ۽ MT مفروضن ۾ نه رڳو ميٽابولوم ۾ پيدا ٿيندڙ تبديليون شامل آهن، پر انهن ميٽابولائٽس جي جمع ٿيڻ جا ماحولياتي ۽ ارتقائي نتيجا پڻ شامل آهن، جهڙوڪ هڪ مخصوص ماحولياتي ماحول ۾ انهن ميٽابولائٽس جي موافقت واري قيمت ۽ فائدا (16). جيتوڻيڪ ٻئي مفروضا خاص ميٽابولائٽس جي دفاعي ڪم کي سڃاڻن ٿا، جيڪي مهانگا ٿي سگهن ٿا يا نه به هجن، اهم اڳڪٿي جيڪا OD ۽ MT مفروضن کي الڳ ڪري ٿي، اها متاثر ٿيل ميٽابولڪ تبديلين جي هدايت ۾ آهي. OD نظريي جي اڳڪٿي کي هاڻي تائين سڀ کان وڌيڪ تجرباتي ڌيان مليو آهي. انهن تجربن ۾ گرين هائوسز ۽ قدرتي حالتن ۾ مخصوص مرکبات جي مختلف ٽشوز جي سڌي يا اڻ سڌي دفاعي ڪمن جو مطالعو، انهي سان گڏ ٻوٽن جي ترقي جي مرحلي ۾ تبديليون شامل آهن (17-19). بهرحال، اڃا تائين، ڪنهن به جاندار جي ميٽابولڪ تنوع جي عالمي جامع تجزيي لاءِ ڪم جي وهڪري ۽ شمارياتي فريم ورڪ جي کوٽ جي ڪري، ٻنهي نظرين جي وچ ۾ مکيه فرق جي اڳڪٿي (يعني، ميٽابولڪ تبديلين جي هدايت) کي جانچڻ باقي آهي. هتي، اسان اهڙو تجزيو فراهم ڪريون ٿا.
ٻوٽن جي مخصوص ميٽابولائٽس جي سڀ کان اهم خاصيتن مان هڪ آهي انهن جي انتهائي ساختياتي تنوع سڀني سطحن تي هڪ ٻوٽن، آبادي کان وٺي ساڳين نسلن تائين (20). آبادي جي پيماني تي خاص ميٽابولائٽس ۾ ڪيتريون ئي مقداري تبديليون ڏسي سگهجن ٿيون، جڏهن ته مضبوط معيار جا فرق عام طور تي نسلن جي سطح تي برقرار رکيا ويندا آهن (20). تنهن ڪري، ٻوٽن جي ميٽابولائٽس جي تنوع فنڪشنل تنوع جو مکيه پهلو آهي، جيڪو مختلف نچس سان مطابقت کي ظاهر ڪري ٿو، خاص طور تي اهي نچس جيڪي خاص حشرات ۽ عام جڙي ٻوٽين جي مختلف حملي جي امڪانن سان آهن (21). فرينڪل جي (22) کان وٺي ٻوٽن جي مخصوص ميٽابولائٽس جي وجود جي سببن تي گرائونڊ بريڪنگ آرٽيڪل، مختلف حشرات سان رابطي کي اهم چونڊ دٻاءُ سمجهيو ويو آهي، ۽ انهن رابطي کي ارتقا دوران ٻوٽن کي شڪل ڏيڻ جو يقين آهي. ميٽابولڪ رستو (23). خاص ميٽابولائٽس جي تنوع ۾ بين جنس فرق شايد جڙي ٻوٽين جي حڪمت عملين جي خلاف جزوي ۽ inducible ٻوٽن جي دفاع سان لاڳاپيل جسماني توازن کي به ظاهر ڪري سگھن ٿا، ڇاڪاڻ ته ٻئي جنسون اڪثر ڪري هڪ ٻئي سان منفي طور تي لاڳاپيل آهن (24). جيتوڻيڪ هر وقت سٺو دفاع برقرار رکڻ فائديمند ٿي سگهي ٿو، دفاع سان لاڳاپيل بروقت ميٽابولڪ تبديليون ٻوٽن کي قيمتي وسيلن کي ٻين جسماني سيڙپڪاري لاءِ مختص ڪرڻ جي اجازت ڏيڻ ۾ واضح فائدا فراهم ڪن ٿيون (19، 24)، ۽ سمبيوسس جي ضرورت کان بچڻ. ڪوليٽرل نقصان (25). ان کان علاوه، حشرات جي جڙي ٻوٽين جي ڪري خاص ميٽابولائٽس جي اهي ٻيهر ترتيب آبادي ۾ تباهي واري ورڇ جو سبب بڻجي سگهن ٿيون (26)، ۽ جيسمونڪ ايسڊ (JA) سگنل ۾ اهم قدرتي تبديلين جي سڌي پڙهڻ کي ظاهر ڪري سگهن ٿيون، جيڪي آبادي ۾ برقرار رکي سگهجن ٿيون. اعليٰ ۽ گهٽ JA سگنل جڙي ٻوٽين جي خلاف دفاع ۽ مخصوص نسلن سان مقابلي جي وچ ۾ واپار آهن (27). ان کان علاوه، ارتقا دوران خاص ميٽابولائٽ بايوسنٿيٽڪ رستا تيز نقصان ۽ تبديلي مان گذرندا، جنهن جي نتيجي ۾ ويجهي سان لاڳاپيل نسلن ۾ پيچيده ميٽابولڪ ورڇ ٿيندي (28). اهي پوليمورفيزم تيزيءَ سان جڙي ٻوٽين جي نمونن کي تبديل ڪرڻ جي جواب ۾ قائم ڪري سگهجن ٿا (29)، جنهن جو مطلب آهي ته جڙي ٻوٽين جي برادرين جو اتار چڙهڻ ميٽابولڪ هيٽروجينيٽي کي هلائڻ وارو هڪ اهم عنصر آهي.
هتي، اسان خاص طور تي هيٺ ڏنل مسئلن کي حل ڪيو آهي. (I) جڙي ٻوٽين جو جيت ٻوٽي جي ميٽابولوم کي ڪيئن ٻيهر ترتيب ڏئي ٿو؟ (II) ميٽابولڪ پلاسٽيسيٽي جا مکيه معلوماتي جزا ڪهڙا آهن جيڪي ڊگهي مدت جي دفاعي نظريي جي اڳڪٿين کي جانچڻ لاءِ مقدار ۾ طئي ڪري سگهجن ٿا؟ (Iii) ڇا حملي آور لاءِ منفرد طريقي سان ٻوٽي جي ميٽابولوم کي ٻيهر پروگرام ڪرڻ گهرجي، جيڪڏهن ائين آهي، ته ٻوٽي جو هارمون هڪ مخصوص ميٽابولڪ ردعمل کي ترتيب ڏيڻ ۾ ڪهڙو ڪردار ادا ڪري ٿو، ۽ ڪهڙا ميٽابولائٽس دفاع جي نسلن جي خاصيت ۾ حصو وٺندا آهن؟ (Iv) جيئن ته ڪيترن ئي دفاعي نظرين پاران ڪيل اڳڪٿيون حياتياتي بافتن جي سڀني سطحن تي وڌائي سگهجن ٿيون، اسان پڇيو ته ميٽابولڪ ردعمل اندروني مقابلي کان انٽر اسپيسيز مقابلي تائين ڪيترو مستقل آهي؟ انهي مقصد لاءِ، اسان تمباکو نيڪوٽين جي پنن جي ميٽابولوم جو منظم طريقي سان مطالعو ڪيو آهي، جيڪو هڪ ماحولياتي ماڊل پلانٽ آهي جنهن ۾ امير خاص ميٽابولزم آهي، ۽ ٻن مقامي جڙي ٻوٽين جي لاروا جي خلاف اثرائتو آهي، ليپيڊوپٽيرا ڊاتورا (ايم ايس) (تمام گهڻو جارحاڻو، بنيادي طور تي کائيندا آهن). سولاناسي ۽ اسپوڊوپٽيرا لٽورالس (Sl) تي، ڪپهه جي پنن جا ڪيڙا هڪ قسم جو "جينس" آهن، جنهن ۾ سولاناسي ۽ ٻين نسلن ۽ خاندانن جي ميزبان ٻوٽن جي خوراڪ شامل آهي. اسان MS/MS ميٽابولومڪس اسپيڪٽرم جو تجزيو ڪيو ۽ OD ۽ MT نظرين جو مقابلو ڪرڻ لاءِ معلوماتي نظريي جي شمارياتي وضاحت ڪندڙ ڪڍيا. اهم ميٽابولائٽس جي سڃاڻپ کي ظاهر ڪرڻ لاءِ مخصوص نقشا ٺاهيو. تجزيو N. nasi جي مقامي آبادي ۽ ويجهي سان لاڳاپيل تمباکو جي نسلن تائين وڌايو ويو ته جيئن ٻوٽن جي هارمون سگنلنگ ۽ OD انڊڪشن جي وچ ۾ هم آهنگي جو وڌيڪ تجزيو ڪيو وڃي.
جڙي ٻوٽين واري تمباکو جي پنن جي ميٽابولوم جي پلاسٽيسٽي ۽ بناوت بابت هڪ مجموعي نقشو حاصل ڪرڻ لاءِ، اسان اڳ ۾ ترقي يافته تجزيو ۽ حساب ڪتاب جي ڪم جي وهڪري کي استعمال ڪيو ته جيئن ٻوٽن جي عرق مان اعليٰ ريزوليوشن ڊيٽا آزاد MS/MS اسپيڪٽرا کي جامع طور تي گڏ ڪري ۽ ڊيڪونولوٽ ڪري سگهجي (9). هي غير متفاوت طريقو (MS/MS سڏيو ويندو آهي) غير ريڊنڊنٽ مرڪب اسپيڪٽرا ٺاهي سگهي ٿو، جيڪو پوءِ هتي بيان ڪيل سڀني مرڪب-سطح جي تجزين لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. اهي ڊيڪونولوٽ ٿيل ٻوٽا ميٽابولائٽس مختلف قسمن جا آهن، جن ۾ سوين کان هزارين ميٽابولائٽس شامل آهن (تقريبن 500-1000-s/MS/MS هتي). هتي، اسان معلومات جي نظريي جي فريم ورڪ ۾ ميٽابولڪ پلاسٽيسٽي تي غور ڪريون ٿا، ۽ ميٽابولڪ فريڪوئنسي ورڇ جي شانن اينٽراپي جي بنياد تي ميٽابولوم جي تنوع ۽ پيشه ورانه صلاحيت کي مقدار ڏيون ٿا. اڳ ۾ لاڳو ڪيل فارمولا (8) استعمال ڪندي، اسان اشارن جو هڪ سيٽ ڳڻيو جيڪو ميٽابولوم تنوع (Hj اشاري)، ميٽابولڪ پروفائل اسپيشلائيزيشن (δj اشاري) ۽ هڪ واحد ميٽابولائٽ (Si اشاري) جي ميٽابولڪ خاصيت کي مقدار ڏيڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ان کان علاوه، اسان جڙي ٻوٽين جي ميٽابولوم انڊيڪيبلٽي کي مقدار ڏيڻ لاءِ رليٽيو ڊسٽنس پلاسٽڪٽي انڊيڪس (RDPI) لاڳو ڪيو (شڪل 1A) (30). هن شمارياتي فريم ورڪ جي اندر، اسان MS/MS اسپيڪٽرم کي بنيادي معلوماتي يونٽ طور سمجهون ٿا، ۽ MS/MS جي نسبتي ڪثرت کي فريڪوئنسي ورهائڻ واري نقشي ۾ پروسيس ڪريون ٿا، ۽ پوءِ ان مان ميٽابولوم تنوع جو اندازو لڳائڻ لاءِ شانن اينٽراپي استعمال ڪريون ٿا. ميٽابولوم اسپيشلائيزيشن کي هڪ واحد MS/MS اسپيڪٽرم جي سراسري مخصوصيت سان ماپيو ويندو آهي. تنهن ڪري، جڙي ٻوٽين جي انڊڪشن کان پوءِ ڪجهه MS/MS ڪلاسن جي ڪثرت ۾ واڌ اسپيڪٽرل انڊيڪيبلٽي، RDPI ۽ اسپيشلائيزيشن ۾ تبديل ٿي ويندي آهي، يعني δj انڊيڪس ۾ واڌ، ڇاڪاڻ ته وڌيڪ خاص ميٽابولائٽس پيدا ٿين ٿا ۽ هڪ اعليٰ Si انڊيڪس پيدا ٿئي ٿو. Hj تنوع انڊيڪس جي گھٽتائي ظاهر ڪري ٿي ته يا ته پيدا ٿيل MS/MS جو تعداد گهٽجي ويو آهي، يا پروفائل فريڪوئنسي ورهائڻ گهٽ يونيفارم هدايت ۾ تبديل ٿئي ٿو، جڏهن ته ان جي مجموعي غير يقيني صورتحال کي گهٽائي ٿو. Si انڊيڪس جي حساب سان، اهو نمايان ڪرڻ ممڪن آهي ته ڪهڙا MS/MS ڪجهه خاص جڙي ٻوٽين جي ڪري پيدا ٿين ٿا، ان جي برعڪس، ڪهڙا MS/MS انڊڪشن جو جواب نه ٿا ڏين، جيڪو MT ۽ OD اڳڪٿي ۾ فرق ڪرڻ لاءِ هڪ اهم اشارو آهي.
(الف) شمارياتي وضاحت ڪندڙ جيڪي جڙي ٻوٽين (H1 کان Hx) MS/MS ڊيٽا-انڊيڪيبلٽي (RDPI)، تنوع (Hj انڊيڪس)، اسپيشلائيزيشن (δj انڊيڪس) ۽ ميٽابولائٽ اسپيسيٽي (Si انڊيڪس) لاءِ استعمال ڪيا ويا آهن. اسپيشلائيزيشن جي درجي ۾ اضافو (δj) ظاهر ڪري ٿو ته، سراسري طور تي، وڌيڪ جڙي ٻوٽين جي مخصوص ميٽابولائٽس پيدا ڪيا ويندا، جڏهن ته تنوع (Hj) ۾ گهٽتائي ميٽابولائٽس جي پيداوار ۾ گهٽتائي يا ورڇ جي نقشي ۾ ميٽابولائٽس جي غير مساوي ورڇ کي ظاهر ڪري ٿي. Si قدر جو اندازو لڳائي ٿو ته ڇا ميٽابولائٽ هڪ ڏنل حالت (هتي، جڙي ٻوٽين) لاءِ مخصوص آهي يا ان جي برعڪس ساڳئي سطح تي برقرار رکيو ويو آهي. (ب) معلوماتي نظريي جي محور کي استعمال ڪندي دفاعي نظريي جي اڳڪٿي جو تصوراتي ڊاگرام. OD نظريو پيش گوئي ڪري ٿو ته جڙي ٻوٽين جو حملو دفاعي ميٽابولائٽس کي وڌائيندو، ان ڪري δj وڌندو. ساڳئي وقت، Hj گهٽجي ٿو ڇاڪاڻ ته پروفائل ميٽابولڪ معلومات جي گهٽ غير يقيني صورتحال جي طرف ٻيهر منظم ڪيو ويو آهي. ايم ٽي نظريو پيشنگوئي ڪري ٿو ته جڙي ٻوٽين جو حملو ميٽابولوم ۾ غير طرفي تبديلين جو سبب بڻجندو، ان ڪري ميٽابولڪ معلومات جي غير يقيني صورتحال جي اشاري جي طور تي Hj کي وڌائيندو ۽ Si جي بي ترتيب ورڇ جو سبب بڻجندو. اسان هڪ مخلوط ماڊل، بهترين MT پڻ تجويز ڪيو، جنهن ۾ ڪجهه ميٽابولائٽس جيڪي اعليٰ دفاعي قدرن سان خاص طور تي وڌندا (اعليٰ Si قدر)، جڏهن ته ٻيا بي ترتيب ردعمل ڏيکاريندا (گهٽ Si قدر).
معلوماتي نظريي جي وضاحت ڪندڙن کي استعمال ڪندي، اسان OD نظريي جي تشريح ڪريون ٿا ته اڳڪٿي ڪريون ته هڪ غير متاثر ٿيل آئيني حالت ۾ جڙي ٻوٽين جي ڪري پيدا ٿيندڙ خاص ميٽابولائٽ تبديليون (i) ميٽابولڪ خاصيت ۾ اضافو (Si انڊيڪس) ڊرائيونگ ميٽابونومڪ خاصيت (δj انڊيڪس) ڪجهه خاص ميٽابولائٽ گروپن جو اضافو جيڪو وڌيڪ دفاعي قدر سان گڏ هوندو، ۽ (ii) ميٽابولڪ فريڪوئنسي ورڇ جي وڌيڪ ليپٽين جسم جي ورڇ ۾ تبديلي جي ڪري ميٽابولوم تنوع (Hj انڊيڪس) جي گهٽتائي. هڪ واحد ميٽابولائٽ جي سطح تي، هڪ ترتيب ڏنل Si ورڇ جي توقع ڪئي ويندي آهي، جتي ميٽابولائٽ پنهنجي دفاعي قدر (شڪل 1B) جي مطابق Si قدر وڌائيندو. هن لائن سان گڏ، اسان MT نظريي جي وضاحت ڪريون ٿا ته اهو اڳڪٿي ڪرڻ لاءِ ته جوش (i) ميٽابولائٽس ۾ غير هدايتي تبديلين جو سبب بڻجندو جنهن جي نتيجي ۾ δj انڊيڪس ۾ گهٽتائي ٿيندي، ۽ (ii) ميٽابولڪ غير يقيني صورتحال ۾ واڌ جي ڪري Hj انڊيڪس ۾ اضافو ٿيندو. يا بي ترتيبي، جنهن کي شينن اينٽراپي پاران عام تنوع جي صورت ۾ مقدار ڪري سگهجي ٿو. ميٽابولڪ ساخت جي طور تي، MT نظريو Si جي بي ترتيب تقسيم جي اڳڪٿي ڪندو. انهي ڳالهه کي نظر ۾ رکندي ته ڪجهه ميٽابولائٽس مخصوص حالتن ۾ مخصوص حالتن ۾ آهن، ۽ ٻيون حالتون مخصوص حالتن ۾ نه آهن، ۽ انهن جي دفاعي قدر ماحول تي منحصر آهي، اسان هڪ مخلوط دفاعي ماڊل پڻ تجويز ڪيو، جنهن ۾ δj ۽ Hj کي Si سان گڏ ٻن حصن ۾ ورهايو ويو آهي سڀني طرفن ۾ واڌارو، صرف ڪجهه ميٽابولائٽ گروپ، جن ۾ وڌيڪ دفاعي قدر آهن، خاص طور تي Si کي وڌائيندا، جڏهن ته ٻين وٽ بي ترتيب ورڇ هوندي (شڪل 1B).
معلوماتي نظريي جي وضاحت ڪندڙ جي محور تي ٻيهر بيان ڪيل دفاعي نظريي جي اڳڪٿي کي جانچڻ لاءِ، اسان نيپينٿس پيلينس جي پنن تي ماهر (ايم ايس) يا جنرلسٽ (ايس ايل) جڙي ٻوٽين جي لاروا کي اٿاريو (شڪل 2A). MS/MS تجزيي کي استعمال ڪندي، اسان ڪيٽرپلر کي کارائڻ کان پوءِ گڏ ڪيل پتي جي ٽشو جي ميٿانول ڪڍڻ مان 599 غير ريڊنڊنٽ MS/MS اسپيڪٽرا (ڊيٽا فائل S1) حاصل ڪيو. MS/MS ترتيب فائلن ۾ معلوماتي مواد جي ٻيهر ترتيب کي ڏسڻ لاءِ RDPI، Hj، ۽ δj انڊيڪس استعمال ڪرڻ دلچسپ نمونن کي ظاهر ڪري ٿو (شڪل 2B). مجموعي رجحان اهو آهي ته، جيئن معلوماتي وضاحت ڪندڙ پاران بيان ڪيو ويو آهي، جيئن ڪيٽرپلر پنن کي کائيندا رهندا آهن، وقت سان گڏ سڀني ميٽابولڪ بحالي جي درجي ۾ اضافو ٿيندو آهي: جڙي ٻوٽين جي کائڻ کان 72 ڪلاڪ بعد، RDPI خاص طور تي وڌي ٿو. غير نقصان ٿيل ڪنٽرول جي مقابلي ۾، Hj کي خاص طور تي گهٽايو ويو، جيڪو ميٽابولڪ پروفائل جي اسپيشلائيزيشن جي وڌندڙ درجي جي ڪري هو، جيڪو δj انڊيڪس پاران مقدار ۾ ڪيو ويو هو. هي ظاهري رجحان OD نظريي جي اڳڪٿين سان مطابقت رکي ٿو، پر MT نظريي جي مکيه اڳڪٿين سان مطابقت نٿو رکي، جيڪو يقين رکي ٿو ته ميٽابولائٽ جي سطحن ۾ بي ترتيب (غير طرفي) تبديلين کي دفاعي ڇنڊڇاڻ طور استعمال ڪيو ويندو آهي (شڪل 1B). جيتوڻيڪ انهن ٻن جڙي ٻوٽين جي زباني رطوبت (OS) ايليڪٽر مواد ۽ کاڌ خوراڪ جي رويي مختلف آهن، انهن جي سڌي کاڌ خوراڪ جي نتيجي ۾ 24-ڪلاڪ ۽ 72-ڪلاڪ فصل جي دورن دوران Hj ۽ δj جي هدايتن ۾ ساڳي تبديليون آيون. صرف فرق RDPI جي 72 ڪلاڪن ۾ ٿيو. Ms فيڊنگ جي ڪري ٿيندڙ مقابلي ۾، Sl فيڊنگ جي ڪري ٿيندڙ مجموعي ميٽابولزم وڌيڪ هو.
(الف) تجرباتي ڊيزائن: عام سور (S1) يا ماهر (Ms) جڙي ٻوٽين کي پچر ٻوٽن جي ڊيسلينيٽ ٿيل پنن سان کارايو ويندو آهي، جڏهن ته نقلي جڙي ٻوٽين لاءِ، Ms (W + OSMs) جو OS معياري پتي جي پوزيشن زخم جي پنڪچر کي سنڀالڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. S1 (W + OSSl) لاروا يا پاڻي (W + W). ڪنٽرول (C) هڪ غير نقصان ٿيل پتي آهي. (B) انڊيڪيبلٽي (ڪنٽرول چارٽ جي مقابلي ۾ RDPI)، تنوع (Hj انڊيڪس) ۽ اسپيشلائيزيشن (δj انڊيڪس) انڊيڪس خاص ميٽابولائٽ نقشي لاءِ حساب ڪيو ويو آهي (599 MS/MS؛ ڊيٽا فائل S1). ستارا سڌي جڙي ٻوٽين جي کاڌ خوراڪ ۽ ڪنٽرول گروپ جي وچ ۾ اهم فرق ظاهر ڪن ٿا (شاگردن جو ٽي ٽيسٽ جوڙيل ٽي ٽيسٽ سان، *P<0.05 ۽ ***P<0.001). ns، اهم نه آهي. (ج) مکيه (نيرو باڪس، امينو ايسڊ، نامياتي تيزاب ۽ کنڊ؛ ڊيٽا فائل S2) ۽ خاص ميٽابولائٽ اسپيڪٽرم (ڳاڙهو باڪس 443 MS/MS؛ ڊيٽا فائل S1) جو وقت جي ريزوليوشن انڊيڪس نقلي جڙي ٻوٽين جي علاج کان پوءِ. رنگ بينڊ 95٪ اعتماد جي وقفي جو حوالو ڏئي ٿو. ستارو علاج ۽ ڪنٽرول جي وچ ۾ اهم فرق کي ظاهر ڪري ٿو [ويرينس جو چوٿون تجزيو (ANOVA)، جنهن کان پوءِ ٽوڪي جو ايمانداري سان اهم فرق (HSD) پوسٽ هاڪ گھڻن مقابلي لاءِ، *P<0.05، **P<0.01 ۽ *** P <0.001]. (د) اسڪيٽر پلاٽن ۽ خاص ميٽابولائٽ پروفائلز جي اسپيشلائيزيشن (مختلف علاج سان بار بار نمونا).
اهو معلوم ڪرڻ لاءِ ته ڇا ميٽابولوم جي سطح تي جڙي ٻوٽين جي ذريعي پيدا ٿيندڙ ريموڊلنگ انفرادي ميٽابولائٽس جي سطح ۾ تبديلين ۾ ظاهر ٿئي ٿي، اسان پهريان نيپينٿس پيلينس جي پنن ۾ اڳ ۾ مطالعي ڪيل ميٽابولائٽس تي ڌيان ڏنو جن ۾ ثابت ٿيل جڙي ٻوٽين جي مزاحمت هئي. فينولڪ امائيڊس هائيڊروڪسينامامائيڊ-پوليامين ڪنجوگيٽس آهن جيڪي حشرات جي جڙي ٻوٽين جي عمل دوران جمع ٿين ٿا ۽ حشرات جي ڪارڪردگي کي گهٽائڻ لاءِ سڃاتل آهن (32). اسان لاڳاپيل MS/MS جي اڳڪٿين کي ڳوليو ۽ انهن جي مجموعي حرڪي وکر کي پلاٽ ڪيو (شڪل S1). حيرت انگيز طور تي، فينول ڊيريويٽوز جيڪي جڙي ٻوٽين جي خلاف دفاع ۾ سڌو سنئون شامل نه آهن، جهڙوڪ ڪلوروجينڪ ايسڊ (CGA) ۽ رتن، جڙي ٻوٽين کان پوءِ گهٽ منظم ٿين ٿا. ان جي ابتڙ، جڙي ٻوٽين جا جانور فينول امائيڊس کي تمام گهڻو طاقتور بڻائي سگهن ٿا. ٻن جڙي ٻوٽين جي مسلسل کاڌ خوراڪ جي نتيجي ۾ فينولامائيڊس جو تقريبن ساڳيو جوش اسپيڪٽرم پيدا ٿيو، ۽ هي نمونو خاص طور تي فينولامائيڊس جي ڊي نوو سنٿيسس لاءِ واضح هو. ساڳيو رجحان 17-هائيڊروڪسيجيرينيل نونانيڊيول ڊائٽرپين گلائڪوسائيڊز (17-HGL-DTGs) رستي جي ڳولا دوران ڏٺو ويندو، جيڪو اثرائتي اينٽي-هيبيوور افعال (33) سان وڏي تعداد ۾ ايسائيڪلڪ ڊائٽرپينز پيدا ڪري ٿو، جن مان Ms Feeding with Sl هڪجهڙائي اظهار پروفائل کي متحرڪ ڪيو (شڪل S1)).
سڌي طرح جڙي ٻوٽين جي کاڌ خوراڪ جي تجربن جو ممڪن نقصان پنن جي استعمال جي شرح ۽ جڙي ٻوٽين جي کاڌ خوراڪ جي وقت ۾ فرق آهي، جيڪو زخمن ۽ جڙي ٻوٽين جي ڪري جڙي ٻوٽين جي مخصوص اثرات کي ختم ڪرڻ ڏکيو بڻائي ٿو. متاثر ٿيل پتي جي ميٽابولڪ ردعمل جي جڙي ٻوٽين جي نسل جي خاصيت کي بهتر طور تي حل ڪرڻ لاءِ، اسان تازو گڏ ڪيل OS (OSM ۽ OSS1) کي فوري طور تي مستقل پتي جي پوزيشن جي معياري پنڪچر W تي لاڳو ڪندي Ms ۽ Sl لاروا جي کاڌ خوراڪ کي نقل ڪيو. هن طريقيڪار کي W + OS علاج سڏيو ويندو آهي، ۽ اهو جڙي ٻوٽين جي طرفان حاصل ڪيل جواب جي شروعات کي صحيح طور تي وقت ڏيندي انڊڪشن کي معياري بڻائي ٿو بغير ٽشو نقصان جي شرح يا مقدار ۾ فرق جي پريشان ڪندڙ اثرات پيدا ڪرڻ جي (شڪل 2A) (34). MS/MS تجزيو ۽ حساب ڪتاب پائپ لائن استعمال ڪندي، اسان 443 MS/MS اسپيڪٽرا (ڊيٽا فائل S1) حاصل ڪيو، جيڪو اڳ ۾ سڌي طرح فيڊ تجربن مان گڏ ڪيل اسپيڪٽرا سان اوورليپ ڪيو ويو. هن MS/MS ڊيٽا سيٽ جي معلوماتي نظريي جي تجزيي مان ظاهر ٿيو ته ٻوٽي خورن جي نقل ڪندي پتي جي خاص ميٽابولوم جي ٻيهر پروگرامنگ OS-مخصوص ترغيب ڏيکاري ٿي (شڪل 2C). خاص طور تي، OSS1 علاج جي مقابلي ۾، OSM 4 ڪلاڪن تي ميٽابولوم اسپيشلائيزيشن ۾ واڌارو ڪيو. اهو قابل ذڪر آهي ته سڌو سنئون ٻوٽي خورن جي فيڊنگ تجرباتي ڊيٽا سيٽ جي مقابلي ۾، ميٽابولوم ڪائنيٽڪس Hj ۽ δj کي ڪوآرڊينيٽس طور استعمال ڪندي ٻه طرفي جڳهه ۾ تصور ڪيا ويا ۽ وقت سان گڏ نقل ٿيل ٻوٽي خورن جي علاج جي جواب ۾ ميٽابولوم اسپيشلائيزيشن جي هدايت مسلسل وڌي وئي (شڪل 2D). ساڳئي وقت، اسان امينو اسپيشلائيزيشن جي مواد کي مقدار ڏني (ڊيٽا فائل S2) ته جيئن جاچ ڪري سگهجي ته ڇا ميٽابولوم ماهر ۾ هي ٽارگيٽ ڪيل اضافو نقل ٿيل ٻوٽي خورن جي جواب ۾ مرڪزي ڪاربن ميٽابولزم جي ٻيهر ترتيب جي ڪري آهي (شڪل S2). هن نموني کي بهتر طور تي بيان ڪرڻ لاءِ، اسان اڳ ۾ بحث ڪيل فينولامائيڊ ۽ 17-HGL-DTG رستن جي ميٽابولڪ جمع ڪرڻ جي ڪينيٽڪس جي وڌيڪ نگراني ڪئي. جڙي ٻوٽين جي OS-مخصوص انڊڪشن کي فينولامائيڊ ميٽابولزم اندر هڪ فرق جي ترتيب واري نموني ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي (شڪل S3). ڪومارين ۽ ڪيفيوئل موئيٽيز تي مشتمل فينولڪ امائيڊس ترجيحي طور تي OSS1 پاران متاثر ڪيا ويندا آهن، جڏهن ته OSMs فيرولائل ڪنجوگيٽس جي هڪ مخصوص انڊڪشن کي متحرڪ ڪندا آهن. 17-HGL-DTG رستي لاءِ، ڊائون اسٽريم مالونيليشن ۽ ڊيمالونيليشن پراڊڪٽس پاران فرق جي OS انڊڪشن کي ڳولي لڌو ويو (شڪل S3).
اڳيون، اسان ٽائيم ڪورس مائڪرو ايري ڊيٽا سيٽ استعمال ڪندي OS-induced transcriptome plasticity جو مطالعو ڪيو، جيڪو جڙي ٻوٽين ۾ روزيٽ ٻوٽي جي پنن جي پنن جي علاج لاءِ OSMs جي استعمال کي نقل ڪري ٿو. نموني جي ڪينيٽڪس بنيادي طور تي هن ميٽابولومڪس مطالعي ۾ استعمال ٿيندڙ ڪينيٽڪس سان اوورليپ ٿئي ٿي (35). ميٽابولوم جي ٻيهر ترتيب جي مقابلي ۾ جنهن ۾ ميٽابولڪ پلاسٽيٽي خاص طور تي وقت سان گڏ وڌي ويندي آهي، اسان Ms پاران پيدا ڪيل پنن ۾ عارضي ٽرانسڪرپشن ڦاٽن جو مشاهدو ڪريون ٿا، جتي ٽرانسڪرپٽومي انڊيڪيبلٽي (RDPI) ۽ اسپيشلائيزيشن (δj) 1 تي آهن. ڪلاڪن ۾ هڪ اهم واڌارو هو، ۽ هن وقت تنوع (Hj)، BMP1 جو اظهار خاص طور تي گهٽجي ويو، جنهن کان پوءِ ٽرانسڪرپٽومي اسپيشلائيزيشن (شڪل S4) جي آرام سان. ميٽابولڪ جين خاندان (جهڙوڪ P450، گلائڪوسيل ٽرانسفريز، ۽ BAHD ايسيل ٽرانسفريز) مٿي ذڪر ڪيل ابتدائي هاءِ اسپيشلائيزيشن ماڊل جي پيروي ڪندي، پرائمري ميٽابولزم مان نڪتل ساختي يونٽن مان خاص ميٽابولائٽس کي گڏ ڪرڻ جي عمل ۾ حصو وٺندا آهن. ڪيس اسٽڊي جي طور تي، فينائلالانائن رستي جو تجزيو ڪيو ويو. تجزيي تصديق ڪئي ته فينولامائيڊ ميٽابولزم ۾ بنيادي جين غير متوجه ٻوٽن جي مقابلي ۾ جڙي ٻوٽين ۾ تمام گهڻو OS-حوصلہ افزائي آهن، ۽ انهن جي اظهار جي نمونن ۾ ويجهي سان ڳنڍيل آهن. ٽرانسڪرپشن فيڪٽر MYB8 ۽ ساخت جي جين PAL1، PAL2، C4H ۽ 4CL هن رستي جي اپ اسٽريم ۾ ٽرانسڪرپشن جي شروعاتي شروعات ڏيکاري. Acyltransferases جيڪي فينولامائيڊ جي آخري اسيمبلي ۾ ڪردار ادا ڪن ٿا، جهڙوڪ AT1، DH29، ۽ CV86، هڪ ڊگهي اپ ريگيوليشن نموني (شڪل S4) ڏيکارين ٿا. مٿي ڏنل مشاهدو ظاهر ڪري ٿو ته ٽرانسڪرپٽوم اسپيشلائيزيشن جي شروعاتي شروعات ۽ ميٽابولومڪس اسپيشلائيزيشن جي بعد ۾ واڌ هڪ گڏيل موڊ آهي، جيڪو شايد هم وقت ساز ريگيوليٽري سسٽم جي ڪري هجي جيڪو هڪ طاقتور دفاعي ردعمل شروع ڪري ٿو.
ٻوٽن جي هارمون سگنلنگ ۾ ٻيهر ترتيب هڪ ريگيوليٽري پرت جي طور تي ڪم ڪري ٿي جيڪا ٻوٽن جي فزيالوجي کي ٻيهر پروگرام ڪرڻ لاءِ جڙي ٻوٽين جي معلومات کي ضم ڪري ٿي. جڙي ٻوٽين جي تخليق کان پوءِ، اسان اهم ٻوٽن جي هارمون جي زمرن جي مجموعي حرڪت کي ماپيو ۽ انهن جي وچ ۾ عارضي گڏيل اظهار کي تصور ڪيو [پيئرسن ڪوئليشن ڪوفيشيٽ (PCC)> 0.4] (شڪل 3A). جيئن توقع ڪئي وئي، بايو سنٿيسس سان لاڳاپيل ٻوٽن جا هارمون ٻوٽن جي هارمون جي گڏيل اظهار نيٽ ورڪ اندر ڳنڍيل آهن. ان کان علاوه، ميٽابولڪ خاصيت (Si انڊيڪس) کي هن نيٽ ورڪ سان نقشو ڪيو ويو آهي ته جيئن مختلف علاجن ذريعي پيدا ٿيندڙ ٻوٽن جي هارمون کي اجاگر ڪيو وڃي. جڙي ٻوٽين جي مخصوص ردعمل جا ٻه مکيه علائقا ٺاهيا ويا آهن: هڪ JA ڪلسٽر ۾ آهي، جتي JA (ان جي حياتياتي طور تي فعال شڪل JA-Ile) ۽ ٻيا JA ڊيريويٽيوز سڀ کان وڌيڪ Si اسڪور ڏيکارين ٿا؛ ٻيو ايٿيلين (ET) آهي. گبريلين صرف جڙي ٻوٽين جي مخصوصيت ۾ هڪ معتدل واڌارو ڏيکاريو، جڏهن ته ٻيا ٻوٽن جا هارمون، جهڙوڪ سائيٽوڪائنن، آڪسين، ۽ ابسسڪ ايسڊ، جڙي ٻوٽين لاءِ گهٽ انڊڪشن خاصيت هئي. صرف W + W استعمال ڪرڻ جي مقابلي ۾، OS ايپليڪيشن (W + OS) ذريعي JA ڊيريويٽوز جي چوٽي جي قدر جي واڌ کي بنيادي طور تي JA جي هڪ مضبوط مخصوص اشاري ۾ تبديل ڪري سگهجي ٿو. غير متوقع طور تي، OSM ۽ OSS1 مختلف ايليڪٽر مواد سان JA ۽ JA-Ile جي ساڳئي جمع جو سبب بڻجن ٿا. OSS1 جي برعڪس، OSM خاص طور تي ۽ مضبوط طور تي OSMs پاران متاثر ٿئي ٿو، جڏهن ته OSS1 بنيادي زخمن جي ردعمل کي وڌائي نٿو سگهي (شڪل 3B).
(الف) جڙي ٻوٽين جي هارمون جي جمع ڪرڻ جي ڪينيٽيڪس سموليشن جي پي سي سي حساب جي بنياد تي گڏيل اظهار نيٽ ورڪ تجزيو. نوڊ هڪ واحد ٻوٽو هارمون جي نمائندگي ڪري ٿو، ۽ نوڊ جي سائيز علاج جي وچ ۾ ٻوٽي جي هارمون لاءِ مخصوص سي انڊيڪس جي نمائندگي ڪري ٿي. (ب) مختلف رنگن پاران ظاهر ڪيل مختلف علاجن جي ڪري پنن ۾ JA، JA-Ile ۽ ET جو جمع: خوباني، W + OSM؛ نيرو، W + OSSl؛ ڪارو، W + W؛ گرين، C (ڪنٽرول). ستارا علاج ۽ ڪنٽرول جي وچ ۾ اهم فرق ظاهر ڪن ٿا (ٻه طرفي ANOVA جنهن کان پوءِ ٽوڪي HSD پوسٽ هاڪ گھڻن مقابلي، *** P <0.001). (C) 697 MS/MS (ڊيٽا فائل S1) جو JA بايو سنٿيسس ۽ خراب ٿيل تصور اسپيڪٽرم (irAOC ۽ irCOI1) ۾ ۽ (D) 585 MS/MS (ڊيٽا فائل S1) جو معلوماتي نظريو ETR1 ۾ خراب ٿيل ET سگنل سان ٻه نقل ٿيل جڙي ٻوٽين جي علاج ٻوٽن جي لائينن ۽ خالي گاڏي (EV) ڪنٽرول پلانٽس کي متحرڪ ڪيو. ستارا W+OS علاج ۽ غير نقصان ٿيل ڪنٽرول جي وچ ۾ اهم فرق ظاهر ڪن ٿا (ٻه طرفي ANOVA جنهن کان پوءِ ٽوڪي HSD پوسٽ هاڪ گھڻن مقابلي، *P<0.05، **P<0.01 ۽ ***P<0.001). (E) اسپيشلائيزيشن جي ٽڙيل پکڙيل مخالفت جا ٽڙيل پکڙيل گراف. رنگ مختلف جينياتي طور تي تبديل ٿيل قسمن جي نمائندگي ڪن ٿا؛ علامتون مختلف علاج جي طريقن جي نمائندگي ڪن ٿيون: ٽڪنڊو، W + OSS1؛ مستطيل، W + OSM؛ دائرو C
اڳيون، اسين JA ۽ ET بايو سنٿيسس (irAOC ۽ irACO) ۽ پرسيپشن (irCOI1 ۽ sETR1) جي اهم مرحلن ۾ گھٽيل نيپينٿيس (irCOI1 ۽ sETR1) جي جينياتي طور تي تبديل ٿيل اسٽرين استعمال ڪندا آهيون ته جيئن جڙي ٻوٽين تي انهن ٻن ٻوٽن جي هارمونز جي ميٽابولزم جو تجزيو ڪري سگهجي. ري پروگرامنگ جو لاڳاپو حصو. پوئين تجربن سان مطابقت، اسان خالي ڪيريئر (EV) ٻوٽن ۾ جڙي ٻوٽين-OS جي شموليت جي تصديق ڪئي (شڪل 3، C کان D) ۽ OSM جي ڪري Hj انڊيڪس ۾ مجموعي گهٽتائي، جڏهن ته δj انڊيڪس وڌي ويو. جواب OSS1 پاران شروع ٿيندڙ جواب کان وڌيڪ واضح آهي. Hj ۽ δj کي ڪوآرڊينيٽس طور استعمال ڪندي هڪ ٻه لائين گراف مخصوص ڊي ريگيوليشن (شڪل 3E) ڏيکاري ٿو. سڀ کان وڌيڪ واضح رجحان اهو آهي ته JA سگنل جي کوٽ واري اسٽرين ۾، جڙي ٻوٽين جي ڪري ميٽابولوم تنوع ۽ اسپيشلائيزيشن تبديليون تقريبن مڪمل طور تي ختم ٿي وينديون آهن (شڪل 3C). ان جي ابتڙ، sETR1 ٻوٽن ۾ خاموش ET تصور، جيتوڻيڪ جڙي ٻوٽين جي ميٽابولزم ۾ تبديلين تي مجموعي اثر JA سگنلنگ جي ڀيٽ ۾ تمام گهٽ آهي، OSM ۽ OSS1 جوش جي وچ ۾ Hj ۽ δj انڊيڪس ۾ فرق کي گهٽائي ٿو (شڪل 3D ۽ شڪل S5). . اهو ظاهر ڪري ٿو ته JA سگنل ٽرانسڊڪشن جي بنيادي ڪم کان علاوه، ET سگنل ٽرانسڊڪشن جڙي ٻوٽين جي نسلن جي مخصوص ميٽابولڪ ردعمل جي فائن ٽيوننگ جي طور تي پڻ ڪم ڪري ٿو. هن فائن ٽيوننگ فنڪشن سان مطابقت، sETR1 ٻوٽن ۾ مجموعي ميٽابولوم انڊيڪيبلٽي ۾ ڪا به تبديلي نه هئي. ٻئي طرف، sETR1 ٻوٽن جي مقابلي ۾، irACO ٻوٽن جڙي ٻوٽين جي ڪري ٿيندڙ ميٽابولڪ تبديلين جي ساڳي مجموعي طول و عرض کي متاثر ڪيو، پر OSM ۽ OSS1 چئلينجن جي وچ ۾ خاص طور تي مختلف Hj ۽ δj اسڪور ڏيکاريا (شڪل S5).
خاص ميٽابولائٽس جي سڃاڻپ ڪرڻ لاءِ جيڪي جڙي ٻوٽين جي نسلن جي مخصوص جواب ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا ۽ ET سگنلن ذريعي انهن جي پيداوار کي بهتر بڻائين ٿا، اسان اڳ ۾ ترقي يافته ساختي MS/MS طريقو استعمال ڪيو. هي طريقو MS/MS ٽڪرن [نارملائيزڊ ڊاٽ پراڊڪٽ (NDP)] ۽ غير جانبدار نقصان (NL) جي بنياد تي هڪجهڙائي اسڪور مان ميٽابولڪ خاندان کي ٻيهر اندازو لڳائڻ لاءِ بائي ڪلسٽرنگ طريقو تي ڀاڙي ٿو. ET ٽرانسجينڪ لائينن جي تجزيي ذريعي ٺاهيل MS/MS ڊيٽا سيٽ 585 MS/MS (ڊيٽا فائل S1) پيدا ڪيو، جيڪو انهن کي ست مکيه MS/MS ماڊلز (M) (شڪل 4A) ۾ ڪلسٽر ڪندي حل ڪيو ويو. انهن مان ڪجهه ماڊل اڳ ۾ نمايان ٿيل خاص ميٽابولائٽس سان ڀريل آهن: مثال طور، M1، M2، M3، M4 ۽ M7 مختلف فينول ڊيريويٽوز (M1)، فليونوائيڊ گلائڪوسائيڊز (M2)، ايسائل شگر (M3 ۽ M4)، ۽ 17-HGL-DTG (M7) ۾ مالا مال آهن. ان کان علاوه، هر ماڊيول ۾ هڪ واحد ميٽابولائٽ جي ميٽابولڪ مخصوص معلومات (Si انڊيڪس) جو حساب ڪيو ويندو آهي، ۽ ان جي Si ورڇ کي وجداني طور تي ڏسي سگهجي ٿو. مختصر ۾، MS/MS اسپيڪٽرا جيڪو اعليٰ جڙي ٻوٽين ۽ جينوٽائپ جي خاصيت کي ظاهر ڪري ٿو، انهن کي اعليٰ Si قدرن سان منسوب ڪيو ويو آهي، ۽ ڪرٽوسس انگ اکر ساڄي دم جي ڪنڊ تي فر جي ورڇ کي ظاهر ڪن ٿا. M1 ۾ اهڙي هڪ لين ڪولائيڊ ورڇ جو پتو لڳايو ويو، جنهن ۾ فينول امائيڊ سڀ کان وڌيڪ Si حصو ڏيکاريو (شڪل 4B). M7 ۾ اڳ ذڪر ڪيل جڙي ٻوٽين جي انڊيڪيبل 17-HGL-DTG هڪ معتدل Si اسڪور ڏيکاريو، جيڪو ٻن OS قسمن جي وچ ۾ فرق جي ضابطي جي هڪ معتدل درجي کي ظاهر ڪري ٿو. ان جي ابتڙ، گھڻا بنيادي طور تي پيدا ٿيندڙ خاص ميٽابولائٽس، جهڙوڪ رتن، CGA، ۽ ايسائل شگر، گهٽ ۾ گهٽ Si اسڪور مان آهن. خاص ميٽابولائٽس جي وچ ۾ ساخت جي پيچيدگي ۽ Si ورڇ کي بهتر طور تي ڳولڻ لاءِ، هر ماڊيول لاءِ هڪ ماليڪيولر نيٽ ورڪ ٺاهيو ويو (شڪل 4B). OD نظريي جي هڪ اهم اڳڪٿي (شڪل 1B ۾ خلاصو) اها آهي ته جڙي ٻوٽين کان پوءِ خاص ميٽابولائٽس جي ٻيهر ترتيب ڏيڻ سان اعليٰ دفاعي قدر سان ميٽابولائٽس ۾ هڪ طرفي تبديليون اچڻ گهرجن، خاص طور تي انهن جي خاصيت کي وڌائڻ سان (بي ترتيب ورڇ جي برعڪس) موڊ) MT نظريي پاران پيش ڪيل دفاعي ميٽابولائٽ. M1 ۾ جمع ٿيل گھڻا فينول ڊيريويٽوز فنڪشنل طور تي حشرات جي ڪارڪردگي جي گهٽتائي سان لاڳاپيل آهن (32). جڏهن 24 ڪلاڪن تي EV ڪنٽرول پلانٽس جي متاثر ٿيل پنن ۽ جزوي پنن جي وچ ۾ M1 ميٽابولائٽس ۾ Si قدرن جو مقابلو ڪيو ويو، اسان ڏٺو ته جڙي ٻوٽين جي حشرات کان پوءِ ڪيترن ئي ميٽابولائٽس جي ميٽابولڪ خاصيت ۾ هڪ اهم واڌ جو رجحان آهي (شڪل 4C). Si قدر ۾ مخصوص واڌ صرف دفاعي فينولامائيڊس ۾ معلوم ڪئي وئي، پر هن ماڊل ۾ گڏ موجود ٻين فينول ۽ نامعلوم ميٽابولائٽس ۾ Si قدر ۾ ڪو به اضافو نه مليو. هي هڪ خاص ماڊل آهي، جيڪو OD نظريي سان لاڳاپيل آهي. جڙي ٻوٽين جي ڪري ٿيندڙ ميٽابولڪ تبديلين جون مکيه اڳڪٿيون هڪجهڙيون آهن. اهو جانچڻ لاءِ ته ڇا فينولامائيڊ اسپيڪٽرم جي هي خاصيت OS-مخصوص ET پاران پيدا ڪئي وئي هئي، اسان ميٽابولائٽ Si انڊيڪس کي پلاٽ ڪيو ۽ EV ۽ sETR1 جينوٽائپس ۾ OSM ۽ OSS1 جي وچ ۾ هڪ فرق جي اظهار جي قيمت جو سبب بڻيو (شڪل 4D). sETR1 ۾، OSM ۽ OSS1 جي وچ ۾ فينولامائيڊ-حوصلہ افزائي فرق تمام گهٽجي ويو. بائي-ڪلسٽرنگ طريقو JA-منظم ميٽابولڪ اسپيشلائيزيشن (شڪل S6) سان لاڳاپيل مکيه MS/MS ماڊلز جو اندازو لڳائڻ لاءِ ڪافي JA سان گڏ ڪيل MS/MS ڊيٽا تي پڻ لاڳو ڪيو ويو.
(الف) 585 MS/MS جي ڪلسٽرنگ نتيجن جي بنياد تي شيئر ٿيل ٽڪرو (NDP مماثلت) ۽ شيئر ٿيل غير جانبدار نقصان (NL مماثلت) جي نتيجي ۾ ماڊيول (M) سڃاتل مرڪب خاندان سان مطابقت رکي ٿو، يا نامعلوم يا خراب طور تي ميٽابولائز ٿيل ميٽابولائٽ ساخت جي ڪري. هر ماڊيول جي اڳيان، ميٽابولائٽ (MS/MS) مخصوص (Si) تقسيم ڏيکاريل آهي. (ب) ماڊيولر ماليڪيولر نيٽ ورڪ: نوڊس MS/MS ۽ ڪنارن جي نمائندگي ڪن ٿا، NDP (ڳاڙهو) ۽ NL (نيرو) MS/MS اسڪور (ڪٽ آف،> 0.6). گريڊ ٿيل ميٽابولائٽ اسپيسيٽي انڊيڪس (Si) ماڊل (کاٻي) جي بنياد تي رنگيل ۽ ماليڪيولر نيٽ ورڪ (ساڄي) سان ميپ ڪيو ويو. (ج) EV پلانٽ جو ماڊيول M1 24 ڪلاڪن تي آئيني (ڪنٽرول) ۽ انڊيوسڊ اسٽيٽ (سموليڊ هيربيوور) ۾: ماليڪيولر نيٽ ورڪ ڊاگرام (Si ويليو نوڊ سائيز آهي، دفاعي فينولامائيڊ نيري ۾ نمايان ٿيل آهي). (ڊي) اسپيڪٽرم لائن sETR1 جو M1 ماليڪيولر نيٽ ورڪ ڊاگرام خراب EV ۽ ET تصور سان: فينولڪ مرڪب جيڪو سائي دائري نوڊ پاران نمائندگي ڪيو ويو آهي، ۽ نوڊ سائيز جي طور تي W + OSM ۽ W + OSS1 علاج جي وچ ۾ اهم فرق (P قدر). CP، N-caffeoyl-tyrosine؛ CS، N-caffeoyl-spermidine؛ FP، N-ferulic acid ester-uric acid؛ FS، N-ferulyl-spermidine؛ CoP، N'، N “-Coumarolyl-tyrosine؛ DCS، N'، N”-dicaffeoyl-spermidine؛ CFS، N'، N”-caffeoyl، feruloyl-spermidine؛ ولف بيري سون ۾ لائسيم باربارم؛ نڪ. O-AS، O-acyl شوگر.
اسان هڪ واحد گهٽ ٿيل نيپينٿس جينوٽائپ کان قدرتي آبادي تائين تجزيو کي وڌايو، جتي جڙي ٻوٽين جي جي اي ليولز ۽ مخصوص ميٽابولائٽ ليولز ۾ مضبوط اندروني تبديليون اڳ ۾ قدرتي آبادي ۾ بيان ڪيون ويون آهن (26). 43 جرم پلازم کي ڍڪڻ لاءِ هن ڊيٽا سيٽ کي استعمال ڪريو. اهي جرم پلازم اين پيلينس مان ٻوٽن جي 123 قسمن تي مشتمل آهن. اهي ٻوٽا يوٽا، نيواڊا، ايريزونا، ۽ ڪيليفورنيا ۾ مختلف اصلي رهائشن ۾ گڏ ڪيل ٻج مان ورتا ويا هئا (شڪل S7)، اسان ميٽابولوم تنوع (هتي آبادي جي سطح سڏيو ويندو آهي) β تنوع) ۽ OSM جي ڪري پيدا ٿيندڙ تخصص جو حساب لڳايو. پوئين مطالعي سان مطابقت، اسان Hj ۽ δj محور سان گڏ ميٽابولڪ تبديلين جي هڪ وسيع رينج جو مشاهدو ڪيو، اهو ظاهر ڪري ٿو ته جرم پلازم ۾ جڙي ٻوٽين جي ڪري انهن جي ميٽابولڪ ردعمل جي پلاسٽيسٽي ۾ اهم فرق آهن (شڪل S7). هي تنظيم جڙي ٻوٽين جي ڪري ٿيندڙ JA تبديلين جي متحرڪ رينج بابت پوئين مشاهدن جي ياد ڏياريندڙ آهي، ۽ هڪ آبادي ۾ هڪ تمام گهڻي قدر برقرار رکي آهي (26، 36). Hj ۽ δj جي وچ ۾ مجموعي سطح جي لاڳاپي کي جانچڻ لاءِ JA ۽ JA-Ile استعمال ڪندي، اسان ڏٺو ته JA ۽ ميٽابولوم β تنوع ۽ اسپيشلائيزيشن انڊيڪس (شڪل S7) جي وچ ۾ هڪ اهم مثبت لاڳاپو آهي. اهو مشورو ڏئي ٿو ته آبادي جي سطح تي JAs انڊڪشن ۾ جڙي ٻوٽين جي حوصلا افزائي هيٽروجنيٽي شايد ڪيڙن جي جڙي ٻوٽين جي چونڊ جي ڪري اهم ميٽابولڪ پوليمورفيزم جي ڪري هجي.
پوئين مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته تمباکو جا قسم قسم ۽ متاثر ٿيل ۽ ٺهيل ميٽابولڪ دفاعن تي لاڳاپي انحصار ۾ تمام گهڻو مختلف آهن. اهو سمجهيو ويندو آهي ته اينٽي جڙي ٻوٽين جي سگنل ٽرانسڊڪشن ۽ دفاعي صلاحيتن ۾ اهي تبديليون ڪيڙن جي آبادي جي دٻاءُ، ٻوٽن جي زندگي جي چڪر، ۽ دفاعي پيداوار جي قيمتن جي ذريعي منظم ڪيون وينديون آهن جتي هڪ ڏنل نسل وڌندو آهي. اسان اتر آمريڪا ۽ ڏکڻ آمريڪا ۾ رهندڙ ڇهن نڪوٽيانا نسلن جي جڙي ٻوٽين جي ذريعي پيدا ٿيندڙ پتي جي ميٽابولوم ريموڊلنگ جي تسلسل جو مطالعو ڪيو. اهي جنسون نيپينٿس اتر آمريڪا سان ويجهي سان لاڳاپيل آهن، يعني نڪولس بوڪفلو. لا، اين. نڪوٽينيس، نڪوٽيانا اين. ايٽينيوٽيڊ گراس، نڪوٽيانا ٽيباڪم، لائينئر تمباکو، تمباکو (نڪوٽيانا اسپيگازني) ۽ تمباکو جي پتي جي تمباکو (نڪوٽيانا اوبٽسيفوليا) (شڪل 5A) (37). انهن مان ڇهه جنسون، جن ۾ سٺي نموني سان نمايان جنسون اين. پليز شامل آهن، پيٽونيا ڪليڊ جا ساليانا ٻوٽا آهن، ۽ اوبٽيوسيفوليا اين. ڀيڻ ڪليڊ ٽرگونوفيلي (38) جا دائمي ٻوٽا آهن. بعد ۾، انهن ستن جنسن تي W + W، W + OSM ۽ W + OSS1 انڊڪشن ڪيو ويو ته جيئن حشرات جي کاڌ خوراڪ جي جنس جي سطح جي ميٽابولڪ ترتيب جو مطالعو ڪيو وڃي.
(الف) هڪ بوٽ اسٽريپ فائلوجينيٽڪ وڻ جيڪو وڌ ۾ وڌ امڪان جي بنياد تي [نيوڪليئر گلوٽاامين سنٿيسس لاءِ (38)] ۽ ست ويجهڙائي سان لاڳاپيل نڪوٽيانا نسلن (مختلف رنگن) جي جاگرافيائي ورڇ (37). (ب) ست نڪوٽيانا نسلن (939 MS/MS؛ ڊيٽا فائل S1) جي ميٽابولڪ پروفائلز لاءِ خاص تنوع جو هڪ اسڪريٽر پلاٽ. نسلن جي سطح تي، ميٽابولوم تنوع منفي طور تي تخصص جي درجي سان لاڳاپيل آهي. ميٽابولڪ تنوع ۽ تخصص ۽ JA جمع جي وچ ۾ نسلن جي سطح جي تعلق جو تجزيو شڪل 2 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. S9. رنگ، مختلف قسم؛ مثلث، W + OSS1؛ مستطيل، W + OSM؛ (سي) نڪوٽيانا JA ۽ JA-Ile حرڪيات کي OS جوش جي طول و عرض جي مطابق درجه بندي ڪيو ويو آهي (ٻه طرفي ANOVA ۽ ٽوڪي HSD پوسٽ-ملٽيپل مقابلو، * P <0.05، ** P <0.01 ۽ * ** W + OS ۽ W + W، P <0.001 جي مقابلي لاءِ). جڙي ٻوٽين ۽ ميٿائل JA (MeJA) جي نقل ڪرڻ کان پوءِ هر نسل جي (D) تنوع ۽ (E) اسپيشلائيزيشن جو باڪس پلاٽ. ستارو W + OS ۽ W + W يا لينولين پلس W (Lan + W) يا Lan پلس MeJA (Lan + MeJa) ۽ Lan ڪنٽرول (تغير جو ٻه طرفو تجزيو، جنهن کان پوءِ ٽوڪي جو HSD پوسٽ هاڪ گھڻن مقابلي، *P<0.05، **P<0.01 ۽ ***P<0.001) جي وچ ۾ اهم فرق کي ظاهر ڪري ٿو.
ڊبل ڪلسٽر طريقو استعمال ڪندي، اسان 939 MS/MS (ڊيٽا فائل S1) جا 9 ماڊل سڃاڻپ ڪيا. مختلف علاجن ذريعي ٻيهر ترتيب ڏنل MS/MS جي جوڙجڪ مختلف ماڊلز ۾ نسلن جي وچ ۾ تمام گهڻو مختلف آهي (شڪل S8). Hj (هتي نسلن جي سطح γ-تنوع جي طور تي حوالو ڏنو ويو آهي) ۽ δj کي ڏسڻ سان ظاهر ٿئي ٿو ته مختلف نسل ميٽابولڪ اسپيس ۾ تمام مختلف گروپن ۾ گڏ ٿين ٿا، جتي نسلن جي سطح جي تقسيم عام طور تي جوش کان وڌيڪ نمايان هوندي آهي. N. لڪير ۽ N. obliquus جي استثنا سان، اهي انڊڪشن اثرات جي هڪ وسيع متحرڪ رينج ڏيکاريندا آهن (شڪل 5B). ان جي ابتڙ، N. purpurea ۽ N. obtusifolia جهڙين نسلن ۾ علاج لاءِ گهٽ واضح ميٽابولڪ ردعمل هوندو آهي، پر ميٽابولوم وڌيڪ متنوع هوندو آهي. متاثر ٿيل ميٽابولڪ ردعمل جي نسلن جي مخصوص ورڇ جي نتيجي ۾ اسپيشلائيزيشن ۽ گاما تنوع جي وچ ۾ هڪ اهم منفي تعلق پيدا ٿيو (PCC = -0.46، P = 4.9×10-8). JA جي سطحن ۾ OS جي ڪري ٿيندڙ تبديليون مثبت طور تي ميٽابولوم اسپيشلائيزيشن سان لاڳاپيل آهن، ۽ منفي طور تي هر نسل پاران ڏيکاريل ميٽابولڪ گاما تنوع سان لاڳاپيل آهن (شڪل 5B ۽ شڪل S9). اهو قابل ذڪر آهي ته شڪل 5C ۾ "سگنل جواب" جي طور تي حوالو ڏنل نسلن، جهڙوڪ نيپينٿس نيماٽوڊس، نيپينٿس نيپينٿس، نيپينٿس ايڪيوٽ، ۽ نيپينٿس ايٽينيويٽڊ، 30 منٽن تي اهم نشانيون پيدا ڪيون. تازو OS-مخصوص JA ۽ JA-Ile جي وبا، جڏهن ته ٻيا بيڪٽيريا جن کي "سگنل غير جوابده" سڏيو ويندو آهي، جهڙوڪ نيپينٿس ملز، نيپينٿس پائوڊري ۽ N. obtusifolia صرف JA-Ile ايج انڊڪشن ڏيکارين ٿا بغير ڪنهن OS جي وضاحت (شڪل 5C). ميٽابولڪ سطح تي، جيئن مٿي ذڪر ڪيو ويو آهي، گهٽ ٿيل نيپينٿس لاءِ، سگنل-جوابدار مادا OS جي وضاحت ڏيکاري ۽ δj کي خاص طور تي وڌايو، جڏهن ته Hj کي گهٽايو. هي OS-مخصوص پرائمنگ اثر سگنل غير رد عمل واري نسلن جي طور تي درجه بندي ڪيل نسلن ۾ نه مليو (شڪل 5، ڊي ۽ اي). OS-مخصوص ميٽابولائٽس سگنل-جوابدار نسلن جي وچ ۾ وڌيڪ حصيداري ڪيا ويندا آهن، ۽ اهي سگنل ڪلسٽر ڪمزور سگنل ردعمل وارن نسلن سان گڏ ڪلسٽر ٿين ٿا، جڏهن ته ڪمزور سگنل ردعمل واريون نسلون گهٽ باهمي انحصار ڏيکارين ٿيون (شڪل S8). هي نتيجو ظاهر ڪري ٿو ته JAs جي OS-مخصوص انڊڪشن ۽ ڊائون اسٽريم ميٽابولوم جي OS-مخصوص ري ڪنفيگريشن نسلن جي سطح تي جوڙيل آهن.
اڳيون، اسان ٻوٽن جي علاج لاءِ ميٿائل JA (MeJA) تي مشتمل هڪ لينولين پيسٽ استعمال ڪيو ته جيئن جاچ ڪري سگهجي ته ڇا اهي ڪپلنگ موڊ خارجي JA پاران لاڳو ڪيل JA جي دستيابي سان محدود آهن، جيڪو ٻوٽن جي سائيٽوپلازم ۾ هوندو. تيز ڊيسٽريفڪيشن JA آهي. اسان JA جي مسلسل فراهمي جي ڪري سگنل-ريسپانسيو نسلن کان سگنل-غير-ريسپانسيو نسلن ۾ بتدريج تبديلي جو ساڳيو رجحان ڏٺو (شڪل 5، ڊي ۽ اي). مختصر ۾، MeJA علاج لڪير نيميٽوڊس، N. obliquus، N. aquaticus، N. pallens، ۽ N. mikimotoi جي ميٽابولوم کي مضبوطيءَ سان ٻيهر پروگرام ڪيو، جنهن جي نتيجي ۾ δj ۾ اهم اضافو ٿيو ۽ Hj ۾ گهٽتائي آئي. N. purpurea صرف δj ۾ واڌ ڏيکاري، پر Hj ۾ نه. N. obtusifolia، جيڪو اڳ ۾ JA جي انتهائي گهٽ سطحن کي گڏ ڪرڻ لاءِ ڏيکاريو ويو آهي، ميٽابولوم ريڪنفيگريشن جي لحاظ کان MeJA علاج جو خراب جواب پڻ ڏئي ٿو. اهي نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته JA جي پيداوار يا سگنل ٽرانسڊڪشن جسماني طور تي سگنل-غير جوابده نسلن ۾ محدود آهي. هن مفروضي کي جانچڻ لاءِ، اسان W + W، W + OSMs ۽ W + OSS1 ٽرانسڪرپٽوم (39) پاران متاثر ڪيل چئن نسلن (N. pallens، N. mills، N. pink ۽ N. microphylla) جو مطالعو ڪيو. ميٽابولوم ريموڊلنگ جي نموني سان مطابقت رکندڙ، جنسون ٽرانسڪرپٽوم اسپيس ۾ چڱي طرح الڳ ٿيل آهن، جن مان N. attenuated سڀ کان وڌيڪ OS-induced RDPI ڏيکاريو، جڏهن ته N. gracilis سڀ کان گهٽ هو (شڪل 6A). بهرحال، اهو مليو ته N. oblonga پاران پيدا ڪيل ٽرانسڪرپٽوم تنوع چئن نسلن ۾ سڀ کان گهٽ هو، N. oblonga جي سڀ کان وڌيڪ ميٽابونامڪ تنوع جي برعڪس جيڪو اڳ ۾ ست نسلن ۾ ڏيکاريو ويو هو. پوئين مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته ابتدائي دفاعي سگنلن سان لاڳاپيل جين جو هڪ سيٽ، جنهن ۾ JA سگنل شامل آهن، نيڪوٽيانا نسلن (39) ۾ جڙي ٻوٽين سان لاڳاپيل ايليڪٽرز پاران پيدا ڪيل ابتدائي دفاعي ردعمل جي خاصيت کي بيان ڪري ٿو. انهن چئن نسلن جي وچ ۾ JA سگنلنگ رستن جو مقابلو ڪرڻ سان هڪ دلچسپ نمونو ظاهر ٿيو (شڪل 6B). هن رستي ۾ گھڻا جين، جهڙوڪ AOC، OPR3، ACX ۽ COI1، انهن چئن نسلن ۾ نسبتاً اعليٰ سطح جي انڊڪشن ڏيکاري. بهرحال، هڪ اهم جين، JAR4، JA کي JA-Ile جمع ٿيل ٽرانسڪرپٽس جي ان جي حياتياتي طور تي فعال شڪل ۾ تبديل ڪري ٿو، ۽ ان جي ٽرانسڪرپشن جي سطح تمام گهٽ آهي، خاص طور تي N. ملز، نيپينٿس پيئرس ۽ N. مائڪروفيلا ۾. ان کان علاوه، صرف N. بائيفيڊم ۾ ٻئي جين AOS جي ٽرانسڪرپٽ جو پتو نه پيو. جين جي اظهار ۾ اهي تبديليون سگنل اينرجڪ نسلن ۾ گهٽ JA پيداوار ۽ N. گريسيليس جي انڊڪشن جي ڪري پيدا ٿيندڙ انتهائي فينوٽائپس لاءِ ذميوار ٿي سگهن ٿيون.
(الف) چار ويجهي سان لاڳاپيل تمباکو جي نسلن جي شروعاتي ٽرانسڪرپشنل جوابن جي ري پروگرامنگ جو معلوماتي نظريو تجزيو جيڪو جڙي ٻوٽي جي انڊڪشن کان 30 منٽن بعد نموني طور ورتو ويو. آر ڊي پي آءِ جو حساب جڙي ٻوٽي جي او ايس پاران پيدا ڪيل پنن کي زخم جي ڪنٽرول سان ڀيٽڻ سان ڪيو ويندو آهي. رنگ مختلف نسلن کي ظاهر ڪن ٿا، ۽ علامتون مختلف علاج جي طريقن کي ظاهر ڪن ٿيون. (ب) چار نسلن جي وچ ۾ جي اي سگنلنگ رستن ۾ جين اظهار جو تجزيو. آسان ڪيل جڙي ٻوٽي جو رستو باڪس پلاٽ جي اڳيان ڏيکاريو ويو آهي. مختلف رنگ مختلف پروسيسنگ طريقن کي ظاهر ڪن ٿا. ستارو ظاهر ڪري ٿو ته W + OS علاج ۽ W + W ڪنٽرول جي وچ ۾ هڪ اهم فرق آهي (شاگردن جي ٽي ٽيسٽ لاءِ جوڙي جي فرق لاءِ، *P<0.05، **P<0.01 ۽ ***P<0.001). OPDA، 12-آڪسوفائيٽوڊينائيڪ ايسڊ؛ OPC-8: 0,3-آڪسو-2(2′(Z)-پينٽينيل)-سائيڪلوپينٽين-1-آڪٽانوئڪ ايسڊ.
آخري حصي ۾، اسان مطالعي ڪيو ته ڪيئن مختلف ٻوٽن جي نسلن جي ميٽابولوم جي ڪيڙن جي مخصوص ريموڊلنگ جڙي ٻوٽين جي خلاف مزاحمتي ٿي سگهي ٿي. پوئين تحقيق نيڪوٽيانا جينس تي زور ڏنو. Ms ۽ لاروا جي خلاف انهن جي مزاحمت تمام گهڻي مختلف آهي (40). هتي، اسان هن ماڊل ۽ انهن جي ميٽابولڪ پلاسٽيسٽي جي وچ ۾ رابطي جو مطالعو ڪيو. مٿي ڏنل چار تمباکو جي نسلن کي استعمال ڪندي، ۽ جڙي ٻوٽين جي ڪري پيدا ٿيندڙ ميٽابولوم جي تنوع ۽ تخصص ۽ Ms ۽ Sl جي خلاف ٻوٽن جي مزاحمت جي وچ ۾ لاڳاپي جي جانچ ڪندي، اسان ڏٺو ته جنرلسٽ Sl سڀني جي مزاحمت، تنوع ۽ تخصص مثبت طور تي لاڳاپيل آهن، جڏهن ته ماهر عورتن جي مزاحمت ۽ تخصص جي وچ ۾ لاڳاپو ڪمزور آهي، ۽ تنوع سان لاڳاپو اهم ناهي (شڪل S10). S1 مزاحمت جي حوالي سان، ٻنهي گهٽ ٿيل N. chinensis ۽ N. gracilis، جيڪي اڳ ۾ JA سگنل ٽرانسڊڪشن ليول ۽ ميٽابولوم پلاسٽيسٽي ٻنهي کي ظاهر ڪرڻ لاءِ ڏيکاريا ويا هئا، جڙي ٻوٽين جي انڊڪشن لاءِ تمام مختلف ردعمل هئا، ۽ انهن ساڳئي طرح جي اعلي مزاحمت پڻ ڏيکاري. جنس.
گذريل سٺ سالن ۾، ٻوٽن جي دفاعي نظريي هڪ نظرياتي فريم ورڪ فراهم ڪيو آهي، جنهن جي بنياد تي محققن ٻوٽن جي خاص ميٽابولائٽس جي ارتقا ۽ ڪمن جي هڪ وڏي تعداد جي اڳڪٿي ڪئي آهي. انهن مان گھڻا نظريا مضبوط نتيجن جي عام طريقيڪار جي پيروي نٿا ڪن (41). اهي اهم اڳڪٿيون پيش ڪن ٿا (3) تجزيي جي ساڳئي سطح تي. جڏهن اهم اڳڪٿين جي جانچ مخصوص نظرين کي تجزيو ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي، ته اهو فيلڊ کي اڳتي وڌائيندو. حمايت ڪئي وڃي، پر ٻين کي رد ڪيو وڃي (42). ان جي بدران، نئون نظريو تجزيي جي مختلف سطحن تي اڳڪٿيون ڪري ٿو ۽ وضاحتي غورن جي هڪ نئين پرت کي شامل ڪري ٿو (42). بهرحال، فنڪشنل سطح تي تجويز ڪيل ٻه نظريا، MT ۽ OD، آساني سان وضاحت ڪري سگهجن ٿا خاص ميٽابولڪ تبديلين جي اهم اڳڪٿين جي طور تي جڙي ٻوٽين جي ڪري: OD نظريو مڃي ٿو ته خاص ميٽابولڪ "خلا" ۾ تبديليون انتهائي هدايتي آهن. MT نظريو مڃي ٿو ته اهي تبديليون غير هدايتي ۽ بي ترتيب طور تي ميٽابولڪ خلا ۾ واقع هونديون، ۽ انهن ۾ اعليٰ دفاعي قدر ميٽابولائٽس هوندا آهن. OD ۽ MT اڳڪٿين جي پوئين امتحانن کي ترجيحي "دفاعي" مرکبات جي هڪ تنگ سيٽ استعمال ڪندي جانچيو ويو آهي. اهي ميٽابولائٽ-مرڪزي ٽيسٽ جڙي ٻوٽين جي دوران ميٽابولوم جي ٻيهر ترتيب جي حد ۽ رفتار جو تجزيو ڪرڻ جي صلاحيت کي روڪين ٿا، ۽ هڪجهڙائي واري شمارياتي فريم ورڪ اندر جانچ جي اجازت نٿا ڏين ته اهم اڳڪٿين جي ضرورت پوي جيڪي مڪمل طور تي سمجهي سگهجن ٿيون ٻوٽن جي ميٽابولوم ۾ تبديلين کي مقدار ڏيو. هتي، اسان ڪمپيوٽيشنل ايم ايس جي بنياد تي ميٽابولومڪس ۾ جديد ٽيڪنالاجي استعمال ڪئي ۽ عالمي ميٽابولومڪس سطح تي تجويز ڪيل ٻنهي جي وچ ۾ فرق کي جانچڻ لاءِ معلوماتي نظريي جي وضاحت ڪندڙن جي عام ڪرنسي ۾ ڊيڪونولوشن ايم ايس تجزيو ڪيو. هن نظريي جي اهم اڳڪٿي. معلوماتي نظريو ڪيترن ئي شعبن ۾ لاڳو ڪيو ويو آهي، خاص طور تي حياتياتي تنوع ۽ غذائيت جي وهڪري جي تحقيق جي حوالي سان (43). بهرحال، جيستائين اسان ڄاڻون ٿا، هي پهريون ايپليڪيشن آهي جيڪو ٻوٽن جي ميٽابولڪ معلومات جي جڳهه کي بيان ڪرڻ ۽ ماحولياتي اشارن جي جواب ۾ عارضي ميٽابولڪ تبديلين سان لاڳاپيل ماحولياتي مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. خاص طور تي، هن طريقي جي صلاحيت ٻوٽن جي نسلن جي اندر ۽ وچ ۾ نمونن جو مقابلو ڪرڻ جي صلاحيت ۾ آهي ته جيئن جانچ ڪري سگهجي ته ڪيئن جڙي ٻوٽي مختلف نسلن کان ارتقا جي مختلف سطحن تي بين-نسلي ميڪرو ارتقائي نمونن تائين ترقي ڪئي آهي. ميٽابولزم.
پرنسپل ڪمپونينٽ ايناليسس (PCA) هڪ ملٽي ويريئيٽ ڊيٽا سيٽ کي طول و عرض گهٽائڻ واري جاءِ ۾ تبديل ڪري ٿو ته جيئن ڊيٽا جي مکيه رجحان کي بيان ڪري سگهجي، تنهن ڪري اهو عام طور تي ڊيٽا سيٽ کي پارس ڪرڻ لاءِ هڪ ڳولا واري ٽيڪنڪ طور استعمال ڪيو ويندو آهي، جهڙوڪ ڊيڪونولوشن ميٽابولوم. بهرحال، طول و عرض گهٽائڻ ڊيٽا سيٽ ۾ معلوماتي مواد جو هڪ حصو وڃائي ڇڏيندو، ۽ PCA انهن خاصيتن بابت مقداري معلومات فراهم نٿو ڪري سگهي جيڪي خاص طور تي ماحولياتي نظريي سان لاڳاپيل آهن، جهڙوڪ: ڪيئن جڙي ٻوٽي خاص شعبن ۾ تنوع کي ٻيهر ترتيب ڏين ٿا (مثال طور، دولت، تقسيم) ۽ ڪثرت) ميٽابولائٽس؟ ڪهڙا ميٽابولائٽس ڏنل جڙي ٻوٽي جي متاثر ٿيل حالت جي اڳڪٿي ڪندڙ آهن؟ خاصيت، تنوع ۽ انڊيڪيبلٽي جي نقطه نظر کان، پتي جي مخصوص ميٽابولائٽ پروفائل جي معلوماتي مواد کي ختم ڪيو ويندو آهي، ۽ اهو مليو آهي ته جڙي ٻوٽين جو کائڻ مخصوص ميٽابولزم کي چالو ڪري سگهي ٿو. غير متوقع طور تي، اسان ڏٺو ته، جيئن لاڳو ڪيل معلوماتي نظريي جي اشارن ۾ بيان ڪيو ويو آهي، نتيجي ۾ ميٽابولڪ صورتحال ٻن جڙي ٻوٽين (رات جو کاڌ خوراڪ ڪندڙ جنرلسٽ Sl) ۽ Solanaceae ماهر محترمه جي حملن کان پوءِ هڪ وڏو اوورليپ آهي. جيتوڻيڪ انهن جي کاڌ خوراڪ جي رويي ۽ ڪنسنٽريشن ۾ خاص طور تي مختلف آهن. OS (31) ۾ فيٽي ايسڊ-امينو ايسڊ ڪنجوگيٽ (FAC) انيشيئيٽر. معياري پنڪچر زخمن جي علاج لاءِ جڙي ٻوٽين جي OS استعمال ڪندي، نقلي جڙي ٻوٽين جي علاج پڻ هڪجهڙو رجحان ڏيکاريو. جڙي ٻوٽين جي حملي لاءِ ٻوٽن جي جواب کي نقل ڪرڻ لاءِ هي معياري طريقو جڙي ٻوٽين جي کائڻ جي رويي ۾ تبديلين جي ڪري پيدا ٿيندڙ مونجهاري واري عنصرن کي ختم ڪري ٿو، جيڪي مختلف وقتن تي مختلف درجي جي نقصان جو سبب بڻجن ٿا (34). FAC، جيڪو OSM جو مکيه سبب طور سڃاتو وڃي ٿو، OSS1 ۾ JAS ۽ ٻين ٻوٽن جي هارمون جي ردعمل کي گھٽائي ٿو، جڏهن ته OSS1 سوين ڀيرا گھٽائي ٿو (31). بهرحال، OSS1 OSM جي مقابلي ۾ JA جمع جي ساڳي سطح جو سبب بڻيو. اڳ ۾ اهو ظاهر ڪيو ويو آهي ته گهٽ ٿيل نيپينٿيس ۾ JA ردعمل OSM لاءِ تمام گهڻو حساس آهي، جتي FAC پنهنجي سرگرمي کي برقرار رکي سگهي ٿو جيتوڻيڪ 1:1000 کي پاڻي سان ملائي (44). تنهن ڪري، OSM جي مقابلي ۾، جيتوڻيڪ OSS1 ۾ FAC تمام گهٽ آهي، اهو ڪافي JA جي وبا کي جنم ڏيڻ لاءِ ڪافي آهي. پوئين مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته پورين جهڙو پروٽين (45) ۽ اوليگوساڪرائڊس (46) OSS1 ۾ ٻوٽن جي دفاعي ردعمل کي متحرڪ ڪرڻ لاءِ ماليڪيولر اشارن جي طور تي استعمال ڪري سگهجن ٿا. بهرحال، اهو اڃا تائين واضح ناهي ته ڇا OSS1 ۾ اهي ايليڪيٽرز موجوده مطالعي ۾ مشاهدو ڪيل JA جي جمع ٿيڻ جا ذميوار آهن.
جيتوڻيڪ ڪجھ مطالعي آهن جيڪي مختلف جڙي ٻوٽين يا خارجي JA يا SA (سيليسيلڪ ايسڊ) جي استعمال جي ڪري پيدا ٿيندڙ فرق واري ميٽابولڪ فنگر پرنٽس کي بيان ڪن ٿا (47)، ڪنهن به ٻوٽن جي گھاس نيٽ ورڪ ۾ جڙي ٻوٽين جي نسلن جي مخصوص خرابي ۽ مخصوص تي ان جي اثرات کي پريشان نه ڪيو آهي. ميٽابولزم جو مجموعي اثر منظم طور تي مطالعو ڪيو ويندو آهي. ذاتي معلومات. هن تجزيي وڌيڪ تصديق ڪئي ته JA کان سواءِ ٻين ٻوٽن جي هارمونز سان اندروني هارمون نيٽ ورڪ ڪنيڪشن جڙي ٻوٽين جي ڪري ٿيندڙ ميٽابولڪ بحالي جي خاصيت کي شڪل ڏئي ٿو. خاص طور تي، اسان اهو معلوم ڪيو ته OSM جي ڪري ٿيندڙ ET OSS1 جي ڪري ٿيندڙ ET کان گهڻو وڌيڪ هو. هي موڊ OSM ۾ وڌيڪ FAC مواد سان مطابقت رکي ٿو، جيڪو ET برسٽ کي متحرڪ ڪرڻ لاءِ هڪ ضروري ۽ ڪافي شرط آهي (48). ٻوٽن ۽ جڙي ٻوٽين جي وچ ۾ رابطي جي تناظر ۾، ٻوٽن جي مخصوص ميٽابولائٽ ڊائنامڪس تي ET جو سگنلنگ فنڪشن اڃا تائين اسپوراڊڪ آهي ۽ صرف هڪ مرڪب گروپ کي نشانو بڻائي ٿو. ان کان علاوه، گھڻن مطالعي ۾ ET جي خارجي استعمال يا ان جي اڳوڻن يا مختلف رڪاوٽن کي ET جي ضابطي جو مطالعو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو آهي، جن مان اهي خارجي ڪيميائي استعمال ڪيترائي غير مخصوص ضمني اثرات پيدا ڪندا. اسان جي ڄاڻ موجب، هي مطالعو ٻوٽن جي ميٽابولوم ڊائنامڪس کي هم آهنگ ڪرڻ لاءِ خراب ٽرانسجينڪ ٻوٽن کي پيدا ڪرڻ ۽ سمجهڻ لاءِ ET جي استعمال ۾ ET جي ڪردار جي پهرين وڏي پيماني تي منظم جانچ جي نمائندگي ڪري ٿو. جڙي ٻوٽين لاءِ مخصوص ET انڊڪشن آخرڪار ميٽابولوم ردعمل کي ماڊل ڪري سگهي ٿو. سڀ کان اهم ET بايو سنٿيسس (ACO) ۽ پرسيپشن (ETR1) جينز جو ٽرانسجينڪ هٿرادو آهي جيڪو جڙي ٻوٽين لاءِ مخصوص ڊي نوو فينولامائيڊس جي جمع کي ظاهر ڪيو. اهو اڳ ۾ ڏيکاريو ويو آهي ته ET پوٽريسائن اين-ميٿائل ٽرانسفريز (49) کي منظم ڪندي JA-حوصلہ افزائي نڪوٽين جي جمع کي ٺيڪ ڪري سگهي ٿو. بهرحال، ميڪيڪل نقطي نظر کان، اهو واضح ناهي ته ET فينامائيڊ جي شامل ڪرڻ کي ڪيئن ٺيڪ ڪري ٿو. ET جي سگنل ٽرانسڊڪشن فنڪشن کان علاوه، ميٽابولڪ فلوڪس کي پوليامينوفينول امائيڊس ۾ سيڙپڪاري کي منظم ڪرڻ لاءِ S-adenosyl-1-methionine ڏانهن پڻ منتقل ڪري سگهجي ٿو. S-adenosyl-1-methionine ET آهي ۽ پوليامين بايوسنٿيٽڪ رستي جو عام وچولي آهي. اهو طريقو جنهن ذريعي ET سگنل فينولامائيڊ جي سطح کي منظم ڪري ٿو، ان کي وڌيڪ مطالعي جي ضرورت آهي.
هڪ ڊگهي وقت تائين، اڻڄاتل ساخت جي خاص ميٽابولائٽس جي وڏي تعداد جي ڪري، مخصوص ميٽابولڪ ڪيٽيگريز تي شديد ڌيان حياتياتي رابطي کان پوءِ ميٽابولڪ تنوع جي عارضي تبديلين جو سختي سان جائزو وٺڻ جي قابل نه رهيو آهي. هن وقت، معلوماتي نظريي جي تجزيي جي بنياد تي، غير جانبدار ميٽابولائٽس جي بنياد تي MS/MS اسپيڪٽرم حاصل ڪرڻ جو مکيه نتيجو اهو آهي ته جڙي ٻوٽين کي کائڻ يا نقل ڪرڻ وارا جڙي ٻوٽين جي پتي جي ميٽابولوم جي مجموعي ميٽابولڪ تنوع کي گهٽائڻ جاري رکندا آهن جڏهن ته ان جي تخصص جي درجي کي وڌائيندا آهن. جڙي ٻوٽين جي ڪري ميٽابولوم جي خاصيت ۾ هي عارضي اضافو ٽرانسڪرپٽوم خاصيت ۾ هم آهنگي واري واڌ سان لاڳاپيل آهي. اها خاصيت جيڪا هن وڏي ميٽابولوم اسپيشلائيزيشن (وڌيڪ Si قدر هجڻ) ۾ سڀ کان وڌيڪ حصو وٺندي آهي اها خاص ميٽابولائٽ آهي جيڪا اڳ ۾ خاصيت ٿيل جڙي ٻوٽين جي فنڪشن سان آهي. هي ماڊل OD نظريي جي اڳڪٿي سان مطابقت رکي ٿو، پر ميٽابولوم ريپروگرامنگ جي بي ترتيبي سان لاڳاپيل MT جي اڳڪٿي هڪجهڙائي نه آهي. بهرحال، هي ڊيٽا مخلوط ماڊل جي اڳڪٿي سان پڻ مطابقت رکي ٿو (بهترين MT؛ شڪل 1B)، ڇاڪاڻ ته نامعلوم دفاعي افعال سان گڏ ٻيا غير خاصيت وارا ميٽابولائٽ اڃا تائين بي ترتيب Si تقسيم جي پيروي ڪري سگهن ٿا.
هن تحقيق پاران وڌيڪ حاصل ڪيل هڪ قابل ذڪر نمونو اهو آهي ته مائڪرو ارتقا جي سطح (هڪ ٻوٽو ۽ تمباکو جي آبادي) کان وٺي هڪ وڏي ارتقائي پيماني تي (ويجهي سان لاڳاپيل تمباکو جي نسلن) تائين، ارتقائي تنظيم جي مختلف سطحن "بهترين دفاع" ۾ آهن. جڙي ٻوٽين جي صلاحيتن ۾ اهم فرق آهن. مور ۽ ٻيا (20) ۽ ڪيسلر ۽ ڪالسڪي (1) آزاد طور تي تجويز ڪيو ته حياتياتي تنوع جي ٽن فنڪشنل سطحن کي تبديل ڪيو وڃي جيڪي اصل ۾ وٽيڪر (50) پاران فرق ڪيا ويا هئا ڪيميائي تنوع جي آئيني ۽ متاثر ٿيل وقتي تبديلين ۾؛ انهن ليکڪن جو خلاصو نه ڪيو ويو آهي وڏي پيماني تي ميٽابولوم ڊيٽا گڏ ڪرڻ جا طريقا پڻ اهو بيان نه ڪندا آهن ته انهن ڊيٽا مان ميٽابولڪ تنوع کي ڪيئن ڳڻيو وڃي. هن مطالعي ۾، وٽيڪر جي فنڪشنل درجه بندي ۾ معمولي ترتيبون α-ميٽابولڪ تنوع کي ڏنل ٻوٽي ۾ MS/MS اسپيڪٽرا جي تنوع جي طور تي، ۽ β-ميٽابولڪ تنوع کي آبادي جي هڪ گروپ جي بنيادي اندروني مخصوص ميٽابولزم جي طور تي غور ڪنديون خلا، ۽ γ-ميٽابولڪ تنوع ساڳين نسلن جي تجزيي جي واڌ هوندي.
JA سگنل جڙي ٻوٽين جي ميٽابولڪ ردعمل جي وسيع رينج لاءِ ضروري آهي. تنهن هوندي به، ميٽابولوم تنوع ۾ JA بايو سنٿيسس جي انٽراسپيسيفڪ ريگيوليشن جي حصي جي سخت مقداري جانچ جي کوٽ آهي، ۽ ڇا JA سگنل هڪ اعلي ميڪرو ارتقائي پيماني تي دٻاءُ-حوصلہ افزائي ميٽابولڪ تنوع لاءِ هڪ عام سائيٽ آهي اڃا تائين ناممڪن آهي. اسان ڏٺو ته نيپينٿيس جڙي ٻوٽين جي فطرت ميٽابولوم اسپيشلائيزيشن کي متاثر ڪري ٿي ۽ نڪوٽيانا نسلن جي آبادي ۽ ويجهي سان لاڳاپيل نڪوٽيانا نسلن جي وچ ۾ ميٽابولوم اسپيشلائيزيشن جي تبديلي منظم طور تي JA سگنلنگ سان مثبت طور تي لاڳاپيل آهي. ان کان علاوه، جڏهن JA سگنل خراب ٿئي ٿو، هڪ واحد جينوٽائپ جڙي ٻوٽين جي ذريعي پيدا ٿيندڙ ميٽابولڪ خاصيت منسوخ ڪئي ويندي (شڪل 3، سي ۽ اي). جيئن ته قدرتي طور تي گهٽ ٿيل نيپينٿيس آبادي جي ميٽابولڪ اسپيڪٽرم تبديليون گهڻو ڪري مقداري آهن، هن تجزيي ۾ ميٽابولڪ β تنوع ۽ خاصيت ۾ تبديليون وڏي حد تائين ميٽابولائٽ سان مالا مال مرڪب زمرن جي مضبوط جوش جي ڪري ٿي سگهن ٿيون. اهي مرڪب ڪلاس ميٽابولوم پروفائل جي هڪ حصي تي حاوي آهن ۽ JA سگنلن سان هڪ مثبت لاڳاپو پيدا ڪن ٿا.
ڇاڪاڻ ته تمباکو جي نسلن جا جيو ڪيميڪل ميڪانيزم ان سان ويجهڙائي سان لاڳاپيل آهن، ميٽابولائٽس خاص طور تي معيار جي پهلوءَ ۾ سڃاڻپ ڪيا ويا آهن، تنهن ڪري اهو وڌيڪ تجزياتي آهي. معلوماتي نظريي جي قبضو ڪيل ميٽابولڪ پروفائل جي پروسيسنگ ظاهر ڪري ٿي ته جڙي ٻوٽين جي انڊڪشن ميٽابولڪ گاما تنوع ۽ اسپيشلائيزيشن جي وچ ۾ واپار کي وڌائي ٿي. JA سگنل هن واپار ۾ مرڪزي ڪردار ادا ڪري ٿو. ميٽابولوم اسپيشلائيزيشن ۾ اضافو مکيه OD اڳڪٿي سان مطابقت رکي ٿو ۽ مثبت طور تي JA سگنل سان لاڳاپيل آهي، جڏهن ته JA سگنل ميٽابولڪ گاما تنوع سان منفي طور تي لاڳاپيل آهي. اهي ماڊل ظاهر ڪن ٿا ته ٻوٽن جي OD گنجائش بنيادي طور تي JA جي پلاسٽيسٽيٽي ذريعي طئي ڪئي ويندي آهي، ڇا مائڪرو ارتقائي پيماني تي يا وڏي ارتقائي پيماني تي. خارجي JA ايپليڪيشن تجربا جيڪي JA بايو سنٿيسس جي خرابين کي روڪيندا آهن اهي وڌيڪ ظاهر ڪن ٿا ته ويجهي سان لاڳاپيل تمباکو جي نسلن کي سگنل-جوابدار ۽ سگنل-جوابدار نسلن ۾ فرق ڪري سگهجي ٿو، بلڪل انهن جي JA جي موڊ ۽ جڙي ٻوٽين پاران پيدا ڪيل ميٽابولوم پلاسٽيسٽيٽي وانگر. سگنل غير جوابده نسلون اينڊوجينس JA پيدا ڪرڻ جي ناڪامي جي ڪري جواب نه ڏئي سگهن ٿيون ۽ تنهن ڪري جسماني حدن جي تابع آهن. اهو شايد JA سگنلنگ رستي (AOS ۽ JAR4 N. crescens ۾) ۾ ڪجهه اهم جين ۾ ميوٽيشنز جي ڪري ٿي سگهي ٿو. هي نتيجو نمايان ڪري ٿو ته اهي انٽر اسپيسيز ميڪرو ارتقائي نمونا بنيادي طور تي اندروني هارمون جي تصور ۽ ردعمل ۾ تبديلين جي ڪري ٿي سگهن ٿا.
ٻوٽن ۽ جڙي ٻوٽين جي وچ ۾ رابطي کان علاوه، ميٽابولڪ تنوع جي ڳولا ماحول سان حياتياتي موافقت جي تحقيق ۽ پيچيده فينوٽائپڪ خاصيتن جي ارتقا ۾ سڀني اهم نظرياتي ترقي سان لاڳاپيل آهي. جديد ايم ايس اوزارن پاران حاصل ڪيل ڊيٽا جي مقدار ۾ واڌ سان، ميٽابولڪ تنوع تي مفروضو جاچ هاڻي انفرادي/زمري جي ميٽابولائٽ فرقن کي پار ڪري سگهي ٿي ۽ غير متوقع نمونن کي ظاهر ڪرڻ لاءِ عالمي تجزيو ڪري سگهي ٿي. وڏي پيماني تي تجزيي جي عمل ۾، هڪ اهم استعارو بامعني نقشن کي تصور ڪرڻ جو خيال آهي جيڪو ڊيٽا کي ڳولڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. تنهن ڪري، غير جانبدار ايم ايس/ايم ايس ميٽابولومڪس ۽ معلوماتي نظريي جي موجوده ميلاپ جو هڪ اهم نتيجو اهو آهي ته اهو هڪ سادو ميٽرڪ مهيا ڪري ٿو جيڪو مختلف ٽيڪسونومڪ اسڪيل تي ميٽابولڪ تنوع کي براؤز ڪرڻ لاءِ نقشا ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. اهو هن طريقي جي بنيادي ضرورت آهي. مائڪرو/ميڪرو ارتقا ۽ ڪميونٽي ماحوليات جو مطالعو.
ميڪرو ارتقائي سطح تي، ايرلچ ۽ ريون (51) جي ٻوٽن-ڪيڙن جي گڏيل ارتقائي نظريي جو بنيادي مقصد اهو پيشنگوئي ڪرڻ آهي ته نسلن جي وچ ۾ ميٽابولڪ تنوع جي تبديلي ٻوٽن جي نسب جي تنوع جو سبب آهي. جڏهن ته، هن بنيادي ڪم جي اشاعت کان وٺي پنجاهه سالن ۾، هن مفروضي کي گهٽ ۾ گهٽ آزمايو ويو آهي (52). اهو گهڻو ڪري ڊگهي فاصلي واري ٻوٽن جي نسب ۾ موازنہ ڪندڙ ميٽابولڪ خاصيتن جي فائيلوجينيٽڪ خاصيتن جي ڪري آهي. نايابيت کي ٽارگيٽ تجزيي جي طريقن کي لنگر انداز ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. معلوماتي نظريي پاران پروسيس ڪيل موجوده MS/MS ورڪ فلو نامعلوم ميٽابولائٽس جي MS/MS ساخت جي هڪجهڙائي کي مقدار ڏئي ٿو (اڳوڻي ميٽابولائٽ چونڊ کان سواءِ) ۽ انهن MS/MS کي MS/MS جي هڪ سيٽ ۾ تبديل ڪري ٿو، اهڙي طرح پيشه ورانه ميٽابولزم ۾ انهن ميڪرو ارتقائي ماڊلز جو مقابلو درجه بندي پيماني تي ڪيو ويندو آهي. سادو شمارياتي اشارا. عمل فائيلوجينيٽڪ تجزيي سان ملندڙ جلندڙ آهي، جيڪو اڳڀرائي جي بغير تنوع يا ڪردار جي ارتقا جي شرح کي مقدار ڏيڻ لاءِ ترتيب جي ترتيب کي استعمال ڪري سگهي ٿو.
بايو ڪيميڪل سطح تي، فرن ۽ جونز (53) جي اسڪريننگ مفروضي ڏيکاري ٿي ته ميٽابولڪ تنوع مختلف سطحن تي برقرار رکيو ويندو آهي ته جيئن اڳ ۾ غير لاڳاپيل يا متبادل ميٽابولائٽس جي حياتياتي سرگرمين کي استعمال ڪرڻ لاءِ خام مال فراهم ڪري سگهجي. معلوماتي نظريي جا طريقا هڪ فريم ورڪ فراهم ڪن ٿا جنهن ۾ ميٽابولائٽ اسپيشلائيزيشن دوران ٿيندڙ اهي ميٽابولائٽ مخصوص ارتقائي منتقلي کي تجويز ڪيل ارتقائي اسڪريننگ عمل جي حصي طور مقدار ۾ طئي ڪري سگهجي ٿو: حياتياتي طور تي فعال موافقت گهٽ مخصوصيت کان اعليٰ مخصوصيت تائين ڏنل ماحول جي روڪيل ميٽابولائٽس.
مجموعي طور تي، ماليڪيولر بائيولاجي جي شروعاتي ڏينهن ۾، اهم ٻوٽن جي دفاع جا نظريا تيار ڪيا ويا هئا، ۽ ڪٽوتي مفروضن تي هلندڙ طريقن کي وڏي پيماني تي سائنسي ترقي جو واحد ذريعو سمجهيو ويندو آهي. اهو وڏي حد تائين پوري ميٽابولوم کي ماپڻ جي ٽيڪنيڪل حدن جي ڪري آهي. جيتوڻيڪ مفروضن تي هلندڙ طريقا خاص طور تي ٻين سببن جي ميڪانيزم کي چونڊڻ ۾ ڪارآمد آهن، بايو ڪيميڪل نيٽ ورڪن جي اسان جي سمجھ کي اڳتي وڌائڻ جي صلاحيت موجوده ڊيٽا-انٽينسيو سائنس ۾ موجود ڪمپيوٽيشنل طريقن کان وڌيڪ محدود آهي. تنهن ڪري، اهي نظريا جيڪي اڳڪٿي نه ٿا ڪري سگهجن، دستياب ڊيٽا جي دائري کان تمام گهڻو پري آهن، تنهن ڪري تحقيق جي ميدان ۾ ترقي جي فرضي فارمولا/ٽيسٽ چڪر کي ختم نه ٿو ڪري سگهجي (4). اسان اڳڪٿي ڪريون ٿا ته هتي متعارف ڪرايل ميٽابولومڪس جو ڪمپيوٽيشنل ورڪ فلو ميٽابولڪ تنوع جي تازي (ڪيئن) ۽ آخري (ڇو) مسئلن ۾ دلچسپي کي ٻيهر جاڳائي سگهي ٿو، ۽ نظرياتي طور تي هدايت ڪيل ڊيٽا سائنس جي هڪ نئين دور ۾ حصو وٺي سگهي ٿو. دور انهن اهم نظرين جو ٻيهر جائزو ورتو جيڪي پوئين نسلن کي متاثر ڪندا هئا.
جڙي ٻوٽين جي سڌي کاڌ خوراڪ هڪ گلاب جي ڦلندڙ ٻوٽي جي هڪ پيلي رنگ جي پچر ٻوٽي جي پنن تي ٻئي انسٽار لاروا يا ايس ايل لاروا کي وڌائڻ سان ڪئي ويندي آهي، هر ٻوٽي ۾ 10 ٻوٽا هوندا آهن. حشرات جي لاروا کي ڪلمپ سان بند ڪيو ويو، ۽ باقي پتي جي ٽشو کي انفيڪشن کان 24 ۽ 72 ڪلاڪن بعد گڏ ڪيو ويو ۽ جلدي منجمد ڪيو ويو، ۽ ميٽابولائٽس ڪڍيا ويا.
جڙي ٻوٽين جي علاج کي انتهائي هم وقت سازي واري طريقي سان نقل ڪريو. طريقو اهو آهي ته ڪپڙي جي پيٽرن ويلز کي استعمال ڪندي ٻوٽي جي ٽن مڪمل طور تي پکڙيل پنن جي وچ واري حصي جي هر پاسي تي ڪنڊن جي ٽن قطارن کي ڪپڙي جي مالا جي واڌ جي مرحلي دوران ڇڪايو وڃي، ۽ فوري طور تي 1:5 پتلي مس لاڳو ڪريو. يا دستانو آڱرين کي استعمال ڪندي پنڪچر زخم ۾ S1 OS داخل ڪريو. مٿي بيان ڪيل طور تي هڪ پتي کي ڪٽايو ۽ پروسيس ڪريو. پرائمري ميٽابولائٽس ۽ ٻوٽي جي هارمونز ڪڍڻ لاءِ اڳ ۾ بيان ڪيل طريقو استعمال ڪريو (54).
خارجي JA ايپليڪيشنن لاءِ، هر نسل جي ڇهن گلاب جي ڦلندڙ ٻوٽن مان هر هڪ جي ٽن پيٽيول پنن کي 20μl لينولين پيسٽ سان علاج ڪيو ويندو آهي جنهن ۾ 150μg MeJA (Lan + MeJA)، ۽ 20μl لينولين پلس زخم جي علاج (Lan + W) شامل آهن، يا 20μl خالص لينولين کي ڪنٽرول طور استعمال ڪيو ويندو آهي. پنن کي علاج کان 72 ڪلاڪن بعد ڪٽيو ويو، مائع نائٽروجن ۾ سنيپ-فروز ڪيو ويو، ۽ استعمال تائين -80 ° C تي ذخيرو ڪيو ويو.
اسان جي ريسرچ گروپ ۾ چار JA ۽ ET ٽرانسجينڪ لائينون، يعني irAOC (36)، irCOI1 (55)، irACO ۽ sETR1 (48)، سڃاڻپ ڪيون ويون آهن. irAOC مضبوطيءَ سان JA ۽ JA-Ile جي سطحن ۾ گهٽتائي ڏيکاري، جڏهن ته irCOI1 JAs لاءِ حساس نه هو. EV جي مقابلي ۾، JA-Ile جي جمع ۾ اضافو ٿيو. ساڳئي طرح، irACO ET جي پيداوار کي گهٽائيندو، ۽ EV جي مقابلي ۾، sETR1، جيڪو ET لاءِ غير حساس آهي، ET جي پيداوار کي وڌائيندو.
هڪ فوٽو ايڪوسٽڪ ليزر اسپيڪٽروميٽر (سينسر سينس ETD-300 ريئل ٽائيم ET سينسر) ET جي ماپ کي غير جارحاڻي طريقي سان ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. علاج کان فوري طور تي، پنن جو اڌ حصو ڪٽيو ويو ۽ 4-ml سيل ٿيل شيشي جي شيشي ۾ منتقل ڪيو ويو، ۽ هيڊ اسپيس کي 5 ڪلاڪن اندر گڏ ٿيڻ ڏنو ويو. ماپ دوران، هر شيشي کي 8 منٽن لاءِ 2 ليٽر / ڪلاڪ خالص هوا جي وهڪري سان فلش ڪيو ويو، جيڪو اڳ ۾ CO2 ۽ پاڻي کي هٽائڻ لاءِ سينسر سينس پاران مهيا ڪيل ڪيٽالسٽ مان گذري چڪو هو.
مائڪرو ايري ڊيٽا اصل ۾ (35) ۾ شايع ٿيو هو ۽ نيشنل سينٽر فار بايو ٽيڪنالاجي انفارميشن (NCBI) جين ايڪسپريشن جامع ڊيٽابيس (رسائي نمبر GSE30287) ۾ محفوظ ڪيو ويو هو. W + OSMs علاج ۽ غير نقصان ٿيل ڪنٽرول جي ڪري پنن سان لاڳاپيل ڊيٽا هن مطالعي لاءِ ڪڍيا ويا هئا. خام شدت log2 آهي. شمارياتي تجزيي کان اڳ، بيس لائين کي R سافٽ ويئر پيڪيج استعمال ڪندي ان جي 75 هين فيصدائيل ۾ تبديل ڪيو ويو ۽ نارمل ڪيو ويو.
نڪوٽيانا نسلن جي اصل آر اين اي سيڪوئنسنگ (آر اين اي-سيڪ) ڊيٽا NCBI شارٽ ريڊنگ آرڪائيوز (SRA) مان حاصل ڪئي وئي، پروجيڪٽ نمبر PRJNA301787 آهي، جيڪو زو ۽ ٻين پاران رپورٽ ڪيو ويو هو. (39) ۽ اڳتي وڌو جيئن (56) ۾ بيان ڪيو ويو آهي. نڪوٽيانا نسلن سان لاڳاپيل W + W، W + OSM ۽ W + OSS1 پاران پروسيس ڪيل خام ڊيٽا هن مطالعي ۾ تجزيو لاءِ چونڊيو ويو، ۽ هيٺ ڏنل طريقي سان پروسيس ڪيو ويو: پهريون، خام RNA-سيڪ ريڊنگز کي FASTQ فارميٽ ۾ تبديل ڪيو ويو. HISAT2 FASTQ کي SAM ۾ تبديل ڪري ٿو، ۽ SAMtools SAM فائلن کي ترتيب ڏنل BAM فائلن ۾ تبديل ڪري ٿو. StringTie جين اظهار کي ڳڻڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ ان جو اظهار جو طريقو اهو آهي ته هر هزار بنيادي ٽڪرن ۾ هر ملين ترتيب ڏنل ٽرانسڪرپشن ٽڪرن ۾ ٽڪرا هوندا آهن.
تجزيي ۾ استعمال ٿيندڙ ايڪليم ڪروميٽوگرافڪ ڪالم (150 ملي ميٽر x 2.1 ملي ميٽر؛ پارٽيڪل سائيز 2.2μm) ۽ 4 ملي ميٽر x 4 ملي ميٽر گارڊ ڪالم ساڳئي مواد تي مشتمل آهن. ڊائيونڪس الٽي ميٽ 3000 الٽرا هاءِ پرفارمنس لڪوئيڊ ڪروميٽوگرافي (UHPLC) سسٽم ۾ هيٺ ڏنل بائنري گريڊينٽ استعمال ڪيو ويو آهي: 0 کان 0.5 منٽ، آئسوڪريٽڪ 90٪ A [ڊيونائيزڊ پاڻي، 0.1٪ (v/v) ايسٽونائيٽريل ۽ 0.05٪ فارمڪ ايسڊ]، 10٪ B (ايسٽونائيٽريل ۽ 0.05٪ فارمڪ ايسڊ)؛ 0.5 کان 23.5 منٽ، گريڊينٽ مرحلو ترتيب وار 10٪ A ۽ 90٪ B آهي؛ 23.5 کان 25 منٽ، آئسوڪريٽڪ 10٪ A ۽ 90٪ B. وهڪري جي شرح 400μl/منٽ آهي. سڀني ايم ايس تجزين لاءِ، ڪالم ايليوئنٽ کي ڪواڊروپول ۽ ٽائيم آف فلائيٽ (qTOF) اينالائيزر ۾ داخل ڪريو جيڪو مثبت آئنائيزيشن موڊ ۾ ڪم ڪندڙ اليڪٽرو اسپري سورس سان ليس آهي (ڪيپليري وولٽيج، 4500 V؛ ڪيپليري آئوٽ ليٽ 130 V؛ خشڪ ڪرڻ جو گرمي پد 200 ° C؛ خشڪ ڪرڻ وارو هوا جو وهڪرو 10 ليٽر/منٽ).
MS / MS ٽڪرن جو تجزيو (جنهن کي بعد ۾ MS / MS سڏيو ويندو) انجام ڏيو جيڪو ڊيٽا کان غير لاڳاپيل يا الڳ نه ٿي سگهي ته جيئن مجموعي طور تي سڃاڻپ ٿيندڙ ميٽابولڪ پروفائل بابت ساختي معلومات حاصل ڪري سگهجي. انڊفريڪشن MS / MS طريقي جو تصور ان حقيقت تي ڀاڙي ٿو ته ڪواڊروپول ۾ هڪ تمام وڏي ماس آئسوليشن ونڊو آهي [تنهن ڪري، سڀني ماس-ٽو-چارج تناسب (m/z) سگنلن کي ٽڪرن جي طور تي سمجهو]. انهي سبب لاءِ، ڇاڪاڻ ته امپيڪٽ II انسٽرومينٽ سي اي ٽائلٽ ٺاهڻ جي قابل نه هو، وڌندڙ ٽڪرن-انڊيوسڊ ڊسيوسيئيشن ڪوليشن انرجي (CE) قدرن کي استعمال ڪندي ڪيترائي آزاد تجزيا ڪيا ويا. مختصر ۾، پهرين نموني جو تجزيو UHPLC-اليڪٽرو اسپري آئنائيزيشن/qTOF-MS ذريعي سنگل ماس اسپيڪٽروميٽري موڊ (ان-سورس فريگمينٽيشن پاران پيدا ٿيندڙ گهٽ ٽڪرن جي حالتون) استعمال ڪندي، m/z 50 کان 1500 تائين 5 Hz جي ورجائي فريڪوئنسي تي اسڪيننگ. MS/MS تجزيي لاءِ نائٽروجن کي ٽڪراءُ گيس طور استعمال ڪريو، ۽ ھيٺ ڏنل چار مختلف ٽڪراءَ-حوصلہ افزائي ڊسوسيئيشن وولٽيجز تي آزاد ماپون ڪريو: 20، 30، 40، ۽ 50 eV. ماپ جي عمل دوران، ڪواڊروپول ۾ سڀ کان وڏي ماس آئسوليشن ونڊو آهي، m/z 50 کان 1500 تائين. جڏهن فرنٽ باڊي m/z ۽ آئسوليشن ويڊٿ ايڪسپريمينٽ 200 تي سيٽ ڪئي ويندي آهي، ته ماس رينج خودڪار طريقي سان اوزار جي آپريٽنگ سافٽ ويئر ۽ 0 Da پاران چالو ٿي ويندي آهي. سنگل ماس موڊ ۾ ماس ٽڪرن لاءِ اسڪين ڪريو. ماس ڪيليبريشن لاءِ سوڊيم فارميٽ (50 ml isopropanol، 200 μl فارمڪ ايسڊ ۽ 1 ml 1M NaOH آبي محلول) استعمال ڪريو. بروڪر جي اعليٰ-صحت واري ڪيليبريشن الگورتھم کي استعمال ڪندي، ڊيٽا فائل کي ڏنل وقت جي عرصي ۾ اوسط اسپيڪٽرم هلائڻ کان پوءِ ڪيليبريٽر ڪيو ويندو آهي. خام ڊيٽا فائلن کي NetCDF فارميٽ ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ ڊيٽا اينالائسز v4.0 سافٽ ويئر (بروڪ ڊالٽن، بريمن، جرمني) جي ايڪسپورٽ فنڪشن کي استعمال ڪريو. ايم ايس/ايم ايس ڊيٽا سيٽ کي اوپن ميٽابولومڪس ڊيٽابيس ميٽابو لائيٽس (www.ebi.ac.uk) ۾ رسائي نمبر سان محفوظ ڪيو ويو آهي. MTBLS1471.
MS/MS اسيمبلي کي MS1 ۽ MS/MS معيار جي سگنلن جي وچ ۾ گهٽ ۽ وڌيڪ ٽڪراءَ واري توانائي ۽ نئين لاڳو ڪيل قاعدن جي وچ ۾ رابطي جي تجزيي ذريعي حاصل ڪري سگهجي ٿو. آر اسڪرپٽ کي پراڊڪٽ جي اڳڪٿي جي ورڇ جي رابطي جي تجزيي کي محسوس ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ C# اسڪرپٽ (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) قاعدن کي لاڳو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي.
پس منظر جي شور جي ڪري ٿيندڙ غلط مثبت غلطين ۽ صرف ڪجهه نمونن ۾ ڪجهه m/z خاصيتن جي ڳولا جي ڪري ٿيندڙ غلط رابطي کي گهٽائڻ لاءِ، اسان R پيڪيج XCMS جي "ڀريل چوٽي" فنڪشن استعمال ڪندا آهيون (پس منظر جي شور جي اصلاح لاءِ) "NA" (اڻ ڄاتل چوٽي) شدت کي تبديل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو وڃي. جڏهن فل چوٽي فنڪشن استعمال ڪيو ويندو آهي، تڏهن به ڊيٽا سيٽ ۾ ڪيتريون ئي "0" شدت جون قيمتون هونديون آهن جيڪي رابطي جي حساب کي متاثر ڪنديون. پوءِ، اسان ڊيٽا پروسيسنگ جي نتيجن جو مقابلو ڪريون ٿا جڏهن ڀريل چوٽي فنڪشن استعمال ڪيو ويندو آهي ۽ جڏهن ڀريل چوٽي فنڪشن استعمال نه ڪيو ويندو آهي، ۽ سراسري درست ڪيل اندازي مطابق قدر جي بنياد تي پس منظر جي شور جي قيمت جو حساب ڪريون ٿا، ۽ پوءِ انهن 0 شدت جي قيمتن کي حساب ڪيل پس منظر جي قيمت سان تبديل ڪريون ٿا. اسان صرف انهن خاصيتن تي پڻ غور ڪيو جن جي شدت پس منظر جي قيمت کان ٽي ڀيرا وڌي وئي ۽ انهن کي "سچو چوٽي" سمجهيو. پي سي سي جي حسابن لاءِ، صرف نموني جي اڳڪٿي (MS1) ۽ فريگمينٽ ڊيٽا سيٽ جي m/z سگنلن کي گهٽ ۾ گهٽ اٺ سچي چوٽين سان سمجهيو ويندو آهي.
جيڪڏهن پوري نموني ۾ اڳواٽ معيار جي خاصيت جي شدت ساڳئي معيار جي خاصيت جي گھٽ شدت سان خاص طور تي لاڳاپيل آهي جيڪا گهٽ يا وڌيڪ ٽڪراءَ واري توانائي جي تابع آهي، ۽ خاصيت کي CAMERA پاران آئسوٽوپ چوٽي جي طور تي ليبل نه ڪيو ويو آهي، ته ان کي وڌيڪ بيان ڪري سگهجي ٿو. پوءِ، 3 سيڪنڊن اندر سڀني ممڪن اڳواٽ-پراڊڪٽ جوڙن جي حساب سان (چوٽي برقرار رکڻ لاءِ اندازي مطابق برقرار رکڻ جو وقت ونڊو)، رابطي جو تجزيو ڪيو ويندو آهي. صرف جڏهن m/z قدر اڳواٽ قدر کان گهٽ هجي ۽ MS/MS ٽڪراءُ ڊيٽا سيٽ ۾ ساڳئي نموني جي جڳهه تي ٿئي ٿو جيئن اڳواٽ جنهن مان اهو حاصل ڪيو ويو آهي، ان کي هڪ ٽڪراءُ سمجهيو ويندو آهي.
انهن ٻن سادي قاعدن جي بنياد تي، اسان سڃاڻپ ٿيل اڳڪٿي جي m/z قدرن سان مخصوص ٽڪرن کي خارج ڪريون ٿا، ۽ نموني جي پوزيشن جي بنياد تي جتي اڳڪٿي ظاهر ٿئي ٿي ۽ مخصوص ٽڪرو. اهو پڻ ممڪن آهي ته MS1 موڊ ۾ پيدا ٿيندڙ ڪيترن ئي ان-سورس ٽڪرن پاران پيدا ڪيل معيار جي خاصيتن کي اميدوار اڳڪٿي جي طور تي چونڊيو وڃي، ان ڪري بيڪار MS/MS مرکبات پيدا ٿين ٿا. هن ڊيٽا جي ريڊنڊنسي کي گهٽائڻ لاءِ، جيڪڏهن اسپيڪٽرا جي NDP مماثلت 0.6 کان وڌيڪ آهي، ۽ اهي CAMERA پاران بيان ڪيل ڪروميٽوگرام "pcgroup" سان تعلق رکن ٿا، ته اسان انهن کي ضم ڪنداسين. آخرڪار، اسان سڀني چئن CE نتيجن کي اڳڪٿي ۽ ٽڪرن سان لاڳاپيل فائنل ڊيڪونوليٽڊ جامع اسپيڪٽرم ۾ ضم ڪريون ٿا، مختلف ٽڪراءَ جي توانائين تي ساڳئي m/z قدر سان سڀني اميدوار چوٽين مان سڀ کان وڌيڪ شدت واري چوٽي کي چونڊيو. بعد ۾ پروسيسنگ مرحلا جامع اسپيڪٽرم جي تصور تي ٻڌل آهن ۽ مختلف CE حالتن کي حساب ۾ رکن ٿا جيڪي ٽڪراءَ جي امڪان کي وڌائڻ لاءِ گهربل آهن، ڇاڪاڻ ته ڪجهه ٽڪرا صرف هڪ مخصوص ٽڪراءَ جي توانائي جي تحت ڳولي سگهجن ٿا.
RDPI (30) کي ميٽابولڪ پروفائل جي انڊيڪيبلٽي کي ڳڻڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو. ميٽابولڪ اسپيڪٽرم ڊائيوروسٽي (Hj انڊيڪس) مارٽينز ۽ ٻين پاران بيان ڪيل هيٺ ڏنل مساوات استعمال ڪندي MS/MS فريڪوئنسي ڊسٽريبيوشن جي شانن اينٽراپي استعمال ڪندي MS/MS اڳڪٿين جي ڪثرت مان حاصل ڪئي وئي آهي. (8). Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) جتي Pij j-th نموني ۾ i-th MS/MS جي نسبتي فريڪوئنسي سان مطابقت رکي ٿو (j = 1, 2,…, m) (i = 1, 2, …, m) t).
ميٽابولڪ اسپيسيٽيٽي (Si انڊيڪس) کي ڏنل MS/MS جي اظهار جي سڃاڻپ جي طور تي بيان ڪيو ويو آهي جيڪو غور هيٺ آيل نمونن جي وچ ۾ فريڪوئنسي جي حوالي سان آهي. MS/MS اسپيسيٽيٽيٽيٽي کي Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi) جي طور تي ڳڻيو ويندو آهي.
هر j نموني جي ميٽابولوم-مخصوص δj انڊيڪس کي ماپڻ لاءِ هيٺ ڏنل فارمولا استعمال ڪريو، ۽ MS/MS جي وضاحت جي سراسري δj = ∑i = 1mPijSi
ايم ايس/ايم ايس اسپيڪٽرا جوڙن ۾ ترتيب ڏنل آهن، ۽ هڪجهڙائي ٻن اسڪور جي بنياد تي ڳڻپيو ويندو آهي. پهريون، معياري اين ڊي پي (جنهن کي ڪوسائن ڪوريئليشن طريقو پڻ سڏيو ويندو آهي) استعمال ڪندي، اسپيڪٽرا جي وچ ۾ حصي جي هڪجهڙائي کي اسڪور ڪرڻ لاءِ هيٺ ڏنل مساوات استعمال ڪريو NDP = (∑iS1 ۽ S2WS1، iWS2، i) 2∑iWS1، i2∑iWS2، i2 جتي S1 ۽ S2 مطابق، اسپيڪٽرم 1 ۽ اسپيڪٽرم 2 لاءِ، انهي سان گڏ WS1، i ۽ WS2 لاءِ، i چوٽي جي شدت جي بنياد تي وزن جي نمائندگي ڪري ٿو ته ٻن اسپيڪٽرا جي وچ ۾ i-th عام چوٽي جو فرق 0.01 Da کان گهٽ آهي. وزن هن ريت ڳڻيو ويو آهي: W = [چوٽي جي شدت] m [معيار] n، m = 0.5، n = 2، جيئن ماس بينڪ پاران تجويز ڪيو ويو آهي.
هڪ ٻيو اسڪورنگ طريقو لاڳو ڪيو ويو، جنهن ۾ MS/MS جي وچ ۾ شيئر ٿيل NL جو تجزيو شامل هو. ان مقصد لاءِ، اسان 52 NL لسٽون استعمال ڪيون جيڪي اڪثر MS فريگمينٽيشن جي عمل دوران سامهون اينديون هيون، ۽ وڌيڪ مخصوص NL (ڊيٽا فائل S1) جيڪا اڳ ۾ ڪمزور نيپينٿس نسلن جي ثانوي ميٽابولائٽس جي MS/MS اسپيڪٽرم لاءِ تشريح ڪئي وئي آهي (9، 26). هر MS/MS لاءِ 1 ۽ 0 جو بائنري ویکٹر ٺاهيو، جيڪو ترتيب وار ڪجهه NL جي موجوده ۽ غير موجود سان مطابقت رکي ٿو. يوڪليڊين فاصلي جي مماثلت جي بنياد تي، بائنري NL ویکٹر جي هر جوڙي لاءِ NL مماثلت اسڪور جو حساب ڪيو ويندو آهي.
ڊبل ڪلسٽرنگ ڪرڻ لاءِ، اسان R پيڪيج DiffCoEx استعمال ڪيو، جيڪو ويٽڊ جين ڪو-ايڪسپريشن ايناليسس (WGCNA) جي ايڪسٽينشن تي ٻڌل آهي. MS/MS اسپيڪٽرا جي NDP ۽ NL اسڪورنگ ميٽرڪس استعمال ڪندي، اسان تقابلي رابطي ميٽرڪس کي ڳڻڻ لاءِ DiffCoEx استعمال ڪيو. بائنري ڪلسٽرنگ "cutreeDynamic" پيرا ميٽر کي method = "hybrid"، cutHeight = 0.9999، deepSplit = T، ۽ minClusterSize = 10 تي سيٽ ڪندي ڪئي ويندي آهي. DiffCoEx جو R سورس ڪوڊ اضافي فائل 1 مان ٽيسن ۽ ٻين پاران ڊائون لوڊ ڪيو ويو. (57)؛ گهربل R WGCNA سافٽ ويئر پيڪيج https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA ۾ ملي سگهي ٿو.
MS/MS ماليڪيولر نيٽ ورڪ تجزيو ڪرڻ لاءِ، اسان NDP ۽ NL مماثلت جي قسمن جي بنياد تي جوڙيل اسپيڪٽرل ڪنيڪٽوٽي جو حساب لڳايو، ۽ CyFilescape yFiles لي آئوٽ الگورٿم ايڪسٽينشن ايپليڪيشن ۾ نامياتي لي آئوٽ استعمال ڪندي نيٽ ورڪ ٽوپولوجي کي ڏسڻ لاءِ Cytoscape سافٽ ويئر استعمال ڪيو.
ڊيٽا تي شمارياتي تجزيو ڪرڻ لاءِ آر ورجن 3.0.1 استعمال ڪريو. شمارياتي اهميت جو جائزو ويرينس جي ٻہ طرفي تجزيي (ANOVA) استعمال ڪندي ڪيو ويو، جنهن کان پوءِ ٽوڪي جو ايمانداري سان اهم فرق (HSD) پوسٽ هاڪ ٽيسٽ. جڙي ٻوٽين جي علاج ۽ ڪنٽرول جي وچ ۾ فرق جو تجزيو ڪرڻ لاءِ، شاگردن جي ٽي ٽيسٽ استعمال ڪندي ساڳئي فرق سان نمونن جي ٻن گروپن جي ٻن دم واري ورڇ جو تجزيو ڪيو ويو.
هن مضمون لاءِ اضافي مواد لاءِ، مهرباني ڪري ڏسو http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1
هي هڪ کليل رسائي وارو مضمون آهي جيڪو ڪريٽو ڪامنز انتساب-غير-ڪمرشل لائسنس جي شرطن تحت ورهايو ويو آهي، جيڪو ڪنهن به وچولي ۾ استعمال، ورڇ ۽ ٻيهر پيداوار جي اجازت ڏئي ٿو، جيستائين آخري استعمال تجارتي فائدي لاءِ نه هجي ۽ بنياد اهو هجي ته اصل ڪم صحيح آهي. حوالو.
نوٽ: اسان توهان کي صرف پنهنجو اي ميل پتو ڏيڻ لاءِ چئون ٿا ته جيئن توهان جنهن شخص کي صفحي تي سفارش ڪري رهيا آهيو اهو ڄاڻي ته توهان چاهيو ٿا ته اهي اي ميل ڏسن ۽ اهو اسپام نه آهي. اسان ڪو به اي ميل پتو نه پڪڙينداسين.
هي سوال جانچڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي ته ڇا توهان هڪ مهمان آهيو ۽ خودڪار اسپام جمع ڪرائڻ کي روڪڻ لاءِ.
معلوماتي نظريو خاص ميٽابولوم جي مقابلي ۽ ٽيسٽ ڊفينس نظرين جي اڳڪٿي لاءِ هڪ عالمگير ڪرنسي فراهم ڪري ٿو.
معلوماتي نظريو خاص ميٽابولوم جي مقابلي ۽ ٽيسٽ ڊفينس نظرين جي اڳڪٿي لاءِ هڪ عالمگير ڪرنسي فراهم ڪري ٿو.
©2021 آمريڪن ايسوسيئيشن فار دي ايڊوانسمينٽ آف سائنس. سڀ حق محفوظ آهن. AAAS HINARI، AGORA، OARE، CHORUS، CLOCKSS، CrossRef ۽ COUNTER جو شريڪ آھي. سائنس ايڊوانسز ISSN 2375-2548.