如何进行转录组+代谢组关联分析？高分法宝！_相关_黑鲷_影响

“转录组+”多组学分析策略是高分文章的必备“法宝”，其中“转录组+代谢组”的关联方案仍热度不减，发文量和影响因子都居高不下。代谢物反映生物体的真实生理状态，其变化直接导致表型的变化。通过“转录组+代谢组”关联，可将基因表达的起始和终止联系起来，以此来探究两者之间的表达差异，从而挖掘在基因表达过程中潜在的重要调控机制。

本期为大家盘点部分最新的优秀农学项目文章以供参考，基迪奥生物为以下文章提供转录组+代谢组产品服务，欢迎有相关意向的老师咨询。

案例1

转录组+广靶代谢组揭示了纳米塑性毒性诱导美洲杨的代谢变化

英文题目：Nanoplastic toxicity induces metabolic shifts in Populus × euramericana cv. '74/76' revealed by multi-omics analysis

发表期刊：J Hazard Mater

发表时间：202405

影响因子：12.2

物种样本：杨树叶片

产品服务：RNA-seq，代谢组

合作单位：河北农业大学

DOI：10.1016/j.jhazmat.2024.134148

本研究通过表型、微观解剖、生理、转录组学和代谢组学方法研究纳米塑料毒性。通过UPLC-MS/MS技术，在对照组与各PS-NPs处理组之间共鉴定出318个差异积累代谢物 (DAMs)，其中上调DAMs数量远多于下调DAMs。KEGG富集分析：400NP组 vs. 对照组：DAMs主要与初级代谢过程相关。800NP组 vs. 对照组：上调DAMs主要与次级代谢（尤其是黄酮类生物合成）相关，下调DAMs主要与初级代谢相关。400NP组 vs. 800NP组：上调DAMs主要与次级代谢相关，下调DAMs主要与有机酸及其衍生物相关。三组共有的DAMs：上调DAMs主要与脂肪酸降解和黄酮类生物合成相关，下调DAMs主要与碳固定和氨基酸生物合成相关。

Fig1 转录组和代谢组数据的相关性分析

案例2

低温胁迫下黑鲷组织生理学、转录组和代谢组耐受机制的综合分析

英文题目：Comprehensive analysis of histophysiology, tranome and metabolome tolerance mechanisms in black porgy (Acanthopagrus schlegelii) under low temperature stress

发表期刊：Sci Total Environ

发表时间：202406

影响因子：8.2

物种样本：黑鲷肝脏

产品服务：RNA-seq，代谢组

合作单位：上海海洋大学

DOI：10.1016/j.scitotenv.2024.172318

低温胁迫对鱼类的生长和繁殖产生不利影响，特别是长江以北地区的黑鲷养殖业长期以来受到低温的严重影响。为探讨黑鲷对低温胁迫的耐受机制，设计了黑鲷耐低温胁迫的实验。分别收集在15℃（CG）、2.8℃（CT）、3.8℃（CS）水温培养下的黑鲷肝脏组织来进行转录组和代谢组检测。DEMs分析结果显示，下调的代谢产物数量高于上调的代谢产物，与转录组的结果一致。代谢组学联合分析显示，CS组个体主要通过脂质代谢和氨基酸代谢为机体提供能量，同时细胞凋亡途径被激活。而CT组的个体主要通过葡萄糖代谢和类固醇激素生物合成为身体提供能量。总之，这些结果为黑鲷适应气候变化和遗传选择提供了分子信息。

Fig2 代谢物差异火山图和KEGG富集Top10通路气泡图

案例3

转录组和代谢组揭示了木瓜具有生物活性的化合物调控网络

英文题目：Widely metabolomic combined with tranome analysis to build a bioactive compound regulatory network for the fruit growth cycle in Pseudocydonia sinensis

发表时间：202410

发表期刊：Food Chem

影响因子：8.5

物种样本：木瓜

产品服务：RNA-seq，代谢组

合作单位：西北农林科技大学

DOI：10.1016/j.foodchem.2024.139933

本研究通过转录组和代谢组联合分析揭示了木瓜在整个果实发育过程中生物活性化合物和相关基因的变化。代谢组学分析结果获得不同果实发育过程的主要代谢物变化，转录组学分析鉴定与黄酮类倍半萜类途径有关化合物及其相关基因，以及差异基因与Top20差异代谢物的互作网络，筛选出bHLH25可能调节糖和酸、生物碱和倍半萜。

Fig3 可溶性糖和不同有机酸及其相关基因的鉴定

案例4

转录组+代谢组解析白睡莲耐寒特性

英文题目：Multi-omic dissection of the cold resistance traits of white water lily

发表时间：202406

发表期刊：Hortic Res.

影响因子：7.6

物种样本：白睡莲

产品服务：RNA-seq，代谢组

合作单位：南京农业大学

DOI：10.1093/hr/uhae093

本研究对转录组、植物激素和代谢组的全面分析，揭示了一个白睡莲协调寒冷适应的多方面调控网络。研究重点关注了植物激素信号传导、氨基酸代谢和昼夜节律是睡莲抵御寒冷的关键因素。结果强调了氮代谢，尤其是氨基酸相关途径在冷胁迫过程中的关键作用。代谢物分析揭示了肌醇和L-脯氨酸等化合物在增强耐寒性方面的重要性。

Fig4 代谢物和转录本联合载荷图

案例5

转录组+非靶代谢组揭示了不同采收期酸枣果实中黄酮类化合物的分子和代谢基础

英文题目：Integrated tranomic and metabolomic analysis reveal the molecular and metabolic basis of flavonoids in Chinese sour jujube fruits in different harvest times

发表时间：202403

发表期刊：Postharvest Biol. Technol.

影响因子：6.4

物种样本：酸枣

产品服务：RNA-seq，代谢组

合作单位：陕西中医药大学

DOI：10.1016/j.postharvbio.2023.112685

本研究采用代谢组和转录组结合，研究了5个采收期酸枣果实中黄酮类化合物的积累情况。共鉴定出1539个差异积累代谢物（DAMs）和11592个差异表达基因（DEGs）。类黄酮、黄酮和黄烷醇的生物合成途径在对DEGs和DAMs的KEGG富集分析中被显著富集。此外，通过WGCNA，发现一个FLS基因和一个NAC转录因子（TFs）与类黄酮的生物合成关系密切。最后对15个与类黄酮生物合成相关的关键基因进行的RT-qPCR分析验证了转录组数据。该研究为进一步研究和利用酸枣中的黄酮类化合物提供了依据，有利于黄酮类化合物的代谢工程研究。

Fig5 中国酸枣果实黄酮类化合物的生物合成途径（上）和共表达网络分析（下）

案例6

二氧化硅纳米粒子通过调节生理酶活性提高花生对细菌性萎蔫病的抗性

英文题目：Silica nanoparticles conferring resistance to bacterial wilt in peanut (Arachis hypogaea L.)

发表时间：202410

发表期刊：Sci Total Environ

影响因子：8.2

物种样本：花生

产品服务：RNA-seq，代谢组

合作单位：广东省农业科学院作物研究所

DOI：10.1016/j.scitotenv.2024.170112

本研究探讨了二氧化硅纳米粒子（SiO2NPs）在控制花生细菌性枯萎病（PBW）中的潜力。通过水培实验，发现SiO2 NPs能显著提高花生对青枯病菌的抵抗力，并促进植物生长。靶向代谢组分析表明，SiO2 NPs 提高了水杨酸（SA）的含量，这涉及到系统获得性抗性（SAR）的诱导。此外，转录组分析表明，SiO2 NPs调节了多种参与激素通路（如AHLs）的转录因子（TFs）的表达，并识别了与植物防御反应相关的激素通路（如SA通路），激活了依赖SA的防御机制。同时，SA代谢基因水杨酸羧甲基转移酶（SAMT）的上调表达启动了SAR，从而促进了PBW的抗性。

Fig6 不同处理和胁迫下花生根系的靶向激素代谢组分析

案例7

转录组+代谢组综合分析揭示了蔗糖防御鞭黑粉菌感染的关键途径

英文题目：A Comprehensive Analysis of Tranomics and Metabolomics Revealed Key Pathways Involved in Saccharum spontaneum Defense against Sporisorium scitamineum

发表时间：202402

发表期刊：J Agric Food Chem.

影响因子：5.7

物种样本：甘蔗

产品服务：RNA-seq，代谢组

合作单位：云南省农业科学院甘蔗研究所

DOI：10.1021/acs.jafc.3c07768

甘蔗黑穗病是一种严重的甘蔗病害，由甘蔗鞭黑粉菌引起。本研究通过转录组和代谢组分析，揭示了两种野生甘蔗S. spontaneum对甘蔗黑穗病的不同抗性机制。抗性品系在感染后基因和代谢物表达下调更为显著，激活了木脂素和木质素生物合成及SA信号传导途径。相反，易感品系增强了黄酮类物质生物合成和生长素信号传导。TGA2.2和ARF14在植物防御中分别发挥正负调控作用，外源生长素处理增加了易感性。

Fig7 甘蔗黑穗病感染对激素代谢产物及相关基因的影响