Echiche dị iche iche nke nchekwa osisi na-enye nduzi echiche dị mkpa maka ịkọwa usoro nke metabolism pụrụ iche nke osisi, mana amụma ha dị mkpa ka a nwale. N'ebe a, anyị jiri nyocha tandem mass spectrometry (MS/MS) na-enweghị mmasị iji nyochaa metabolome nke ụdị ụtaba ndị a na-ebelata site na osisi nke ọ bụla ruo na ọnụọgụgụ na ụdị ndị metụtara ya, ma hazie ọtụtụ echiche atụmatụ mass spectrometric dabere na spectra compound na ozi ahụ. Usoro iji nwalee amụma ndị bụ isi nke echiche nchebe kacha mma (OD) na ebumnuche na-agagharị (MT). Akụkụ ozi nke metabolomics osisi kwekọrọ na ozizi OD, mana ọ na-emegide amụma bụ isi nke ozizi MT na usoro metabolic nke herbivores kpatara. Site na micro ruo na nhazi evolushọn macro, achọpụtara akara jasmonate dị ka ihe bụ isi na-ekpebi OD, ebe akara ethylene nyere nhazi nke nzaghachi kpọmkwem herbivore nke netwọk molekul MS/MS depụtara.
Mkpụrụ ndụ pụrụ iche nwere ụdị dị iche iche bụ ndị bụ isi sonyere na mgbanwe osisi na gburugburu ebe obibi, ọkachasị n'ichebe ndị iro (1). Ọdịiche dị egwu nke mgbanwe pụrụ iche a na-ahụ na osisi akpaliwo ọtụtụ iri afọ nke nnyocha miri emi na ọtụtụ akụkụ ya nke ọrụ gburugburu ebe obibi, ma mepụta ndepụta ogologo nke echiche nchebe osisi, nke bụ mmepe evolushọn na gburugburu ebe obibi nke mmekọrịta osisi na ụmụ ahụhụ. Nnyocha empirical na-enye nduzi dị mkpa (2). Agbanyeghị, echiche nchebe osisi ndị a esoghị ụzọ nkịtị nke echiche mwepụ echiche, nke amụma dị mkpa dị n'otu ọkwa nyocha (3) ma nwalee ya site na nnwale iji kwalite usoro mmepe echiche ọzọ (4). Mmachi teknụzụ na-egbochi nchịkọta data na ụdị metabolic kpọmkwem ma wepụ nyocha zuru oke nke metabolites pụrụ iche, si otú a na-egbochi ntụnyere dị n'etiti ụdị dị mkpa maka mmepe echiche (5). Enweghị data metabolomics zuru oke na ego nkịtị iji tụnyere usoro nhazi nke oghere metabolic n'etiti otu osisi dị iche iche na-egbochi ntozu okè sayensị nke ubi ahụ.
Mmepe kachasị ọhụrụ n'ọhịa nke tandem mass spectrometry (MS/MS) metabolomics nwere ike ịkọwa mgbanwe metabolic n'ime na n'etiti ụdị nke usoro enyere, enwere ike ijikọ ya na usoro mgbakọ na mwepụ iji gbakọọ myirịta nhazi dị n'etiti ngwakọta ndị a dị mgbagwoju anya. Ihe ọmụma tupu oge eruo gbasara kemistri (5). Njikọta nke teknụzụ dị elu na nyocha na kọmputa na-enye usoro dị mkpa maka nnwale ogologo oge nke ọtụtụ amụma sitere na echiche gburugburu ebe obibi na evolushọn nke ụdị metabolism dị iche iche. Shannon (6) webatara ozizi ozi maka oge mbụ n'isiokwu ya na 1948, na-atọ ntọala maka nyocha mgbakọ na mwepụ nke ozi, nke ejirila mee ihe n'ọtụtụ ubi ndị ọzọ karịa ngwa mbụ ya. Na genomics, etinyere ozizi ozi nke ọma iji tụọ ozi nchekwa usoro (7). Na nyocha transcriptomics, ozizi ozi na-enyocha mgbanwe niile na transcriptome (8). Na nyocha gara aga, anyị jiri usoro mgbakọ na mwepụ nke ozizi ozi mee ihe na metabolomics iji kọwaa ahụmịhe metabolic nke ọkwa anụ ahụ na osisi (9). N'ebe a, anyị na-ejikọta usoro ọrụ dabere na MS/MS na usoro ọnụọgụgụ nke ozizi ozi, nke a na-ahụ site na ụdị metabolic dị iche iche na ego nkịtị, iji tụnyere amụma ndị bụ isi nke ozizi nchekwa osisi nke metabolome nke ndị na-eri ahịhịa kpalitere.
Usoro echiche nke nchekwa osisi na-abụkarị nke nwere njikọ ma enwere ike kewaa ya n'ime ụdị abụọ: ndị na-agbalị ịkọwa nkesa nke metabolites kpọmkwem osisi dabere na ọrụ nchekwa, dị ka nchekwa kacha mma (OD) (10), ebumnuche na-agagharị (MT) (11)) Na echiche ọdịdị (12), ebe ndị ọzọ na-achọ nkọwa igwe nke otu mgbanwe na nnweta akụrụngwa si emetụta uto osisi na mkpokọta nke metabolites pụrụ iche, dị ka carbon: echiche nhazi nri (13), echiche ọnụego uto (14), na echiche nhazi uto na ọdịiche (15). Usoro echiche abụọ ahụ dị na ọkwa dị iche iche nke nyocha (4). Agbanyeghị, echiche abụọ metụtara ọrụ nchekwa na ọkwa ọrụ na-achịkwa mkparịta ụka gbasara nchekwa osisi na nke a na-akpali akpali: ozizi OD, nke na-eche na osisi na-etinye ego na nchekwa kemịkalụ dị oke ọnụ ha naanị mgbe ọ dị mkpa, dịka ọmụmaatụ, mgbe a na-eri ha Mgbe anụmanụ ahịhịa wakporo, ya mere, dịka ohere nke mwakpo n'ọdịnihu si dị, a na-ekenye ihe mejupụtara ya nwere ọrụ nchekwa (10); Echiche MT na-atụ aro na ọ dịghị akụkụ nke mgbanwe metabolite ntụziaka, mana metabolite na-agbanwe n'enweghị usoro, si otú a na-emepụta ohere Mgbochi "ihe mgbaru ọsọ mmegharị" nke metabolic nke ịwakpo ndị herbivores. N'ikwu ya n'ụzọ ọzọ, echiche abụọ a na-ebu amụma dị iche iche gbasara mgbanwe metabolic nke na-eme mgbe mwakpo nke herbivores gasịrị: mmekọrịta dị n'etiti mkpokọta otu ụzọ nke metabolites nwere ọrụ nchebe (OD) na mgbanwe metabolic na-abụghị nduzi (MT) (11).
Echiche OD na MT gụnyere ọ bụghị naanị mgbanwe ndị a na-akpata na metabolome, kamakwa ihe ndị sitere na gburugburu ebe obibi na evolushọn nke mkpokọta metabolites ndị a, dị ka ọnụ ahịa mgbanwe na uru nke mgbanwe metabolic ndị a na gburugburu ebe obibi kpọmkwem (16). Ọ bụ ezie na echiche abụọ ahụ na-amata ọrụ nchebe nke metabolites pụrụ iche, nke nwere ike ma ọ bụ ghara ịdị oke ọnụ, amụma bụ isi nke na-amata echiche OD na MT dị na ntụziaka nke mgbanwe metabolic kpatara. Amụma nke ozizi OD enwetawo nlebara anya nnwale kachasị ruo ugbu a. Ule ndị a gụnyere ọmụmụ nke ọrụ nchebe kpọmkwem ma ọ bụ na-apụtaghị ìhè nke anụ ahụ dị iche iche nke ogige pụrụ iche na griin haus na ọnọdụ okike, yana mgbanwe na ọkwa nke mmepe osisi (17-19). Agbanyeghị, ruo ugbu a, n'ihi enweghị usoro ọrụ na usoro ọnụọgụgụ maka nyocha zuru oke zuru ụwa ọnụ nke ụdị metabolic nke ihe ọ bụla dị ndụ, amụma ọdịiche dị mkpa dị n'etiti ozizi abụọ ahụ (ya bụ, ntụziaka nke mgbanwe metabolic) ka a ga-anwale. N'ebe a, anyị na-enye nyocha dị otú ahụ.
Otu n'ime ihe ndị kacha pụta ìhè nke metabolites nke osisi bụ ụdị dị iche iche ha dị oke elu n'ọkwa niile site na otu osisi, ọnụọgụgụ mmadụ ruo na ụdị ndị yiri ya (20). Enwere ike ịhụ ọtụtụ mgbanwe ọnụọgụgụ na metabolites pụrụ iche na ọnụ ọgụgụ ndị mmadụ, ebe a na-anọgide na-enwe ọdịiche dị ike na ọkwa ụdị (20). Ya mere, ụdị metabolism nke osisi bụ isi ihe dị iche iche na-arụ ọrụ, na-egosipụta ike ịgbanwe na niche dị iche iche, ọkachasị niche ndị ahụ nwere ohere mbuso agha dị iche iche site na ụmụ ahụhụ pụrụ iche na ndị na-akọ ahịhịa nkịtị (21). Kemgbe edemede Fraenkel (22) dị mkpa gbasara ihe kpatara ọdịdị metabolites nke osisi kpọmkwem, a na-ewere mmekọrịta ya na ụmụ ahụhụ dị iche iche dị ka nrụgide nhọrọ dị mkpa, a kwenyere na mmekọrịta ndị a nwere ụdị osisi n'oge evolushọn. Ụzọ metabolic (23). Ọdịiche dị n'etiti ụdị dị iche iche nke metabolites pụrụ iche nwekwara ike igosipụta nguzozi physiological metụtara nchebe osisi na-agbanwe agbanwe na nke a na-akpali akpali megide atụmatụ herbivorous, ebe ọ bụ na ụdị abụọ ahụ na-ejikọkarị onwe ha n'ụzọ na-adịghị mma (24). Ọ bụ ezie na ọ bara uru ịnọgide na-enwe ezigbo nchebe oge niile, mgbanwe metabolic n'oge metụtara nchekwa na-enye uru doro anya n'ikwe ka osisi kesaa akụrụngwa bara uru na ntinye ego ndị ọzọ na-ahụ maka ahụike (19, 24), ma zere mkpa maka njikọta. Mmebi nke ihe onwunwe (25). Na mgbakwunye, nhazi ndị a nke metabolites pụrụ iche nke ndị na-akụ ahịhịa ahụhụ kpatara nwere ike ibute nkesa mbibi na ndị mmadụ (26), ma nwee ike igosipụta ọgụgụ kpọmkwem nke nnukwu mgbanwe eke na akara jasmonic acid (JA), nke enwere ike idobe na ndị mmadụ. Akara JA dị elu na nke dị ala bụ mgbanwe dị n'etiti nchebe megide ndị na-akụ ahịhịa na asọmpi na ụdị ụfọdụ (27). Na mgbakwunye, ụzọ metabolite pụrụ iche biosynthetic ga-enweta mfu na mgbanwe ngwa ngwa n'oge evolushọn, na-ebute nkesa metabolic na-adịghị mma n'etiti ụdị ndị metụtara ya (28). Enwere ike ịmepụta polymorphisms ndị a ngwa ngwa na nzaghachi na mgbanwe ụkpụrụ herbivore (29), nke pụtara na mgbanwe nke obodo herbivore bụ isi ihe na-akpali mgbanwe metabolic.
N'ebe a, anyị doziri nsogbu ndị a kpọmkwem. (I) Kedu ka ụmụ ahụhụ na-eri ahịhịa si agbanwe usoro mmepụta ihe osisi? (Ii) Kedu ihe bụ isi ihe ọmụma nke plasticity metabolic nke enwere ike ịtụle iji nwalee amụma nke ozizi nchekwa ogologo oge? (Iii) Ma ọ bụ ịhazi usoro mmepụta ihe osisi ahụ n'ụzọ pụrụ iche nye onye na-awakpo ya, ọ bụrụ otu a, kedu ọrụ homonu osisi na-arụ n'ịhazi mmeghachi omume metabolic kpọmkwem, na kedu metabolites na-enye aka na nkọwapụta ụdị nchekwa? (Iv) Ebe ọ bụ na amụma ndị a na-eme site na ọtụtụ echiche nchekwa nwere ike ịgbasa n'ọkwa niile nke anụ ahụ dị ndụ, anyị jụrụ otú mmeghachi omume metabolic kpatara si agbanwe agbanwe site na ntụnyere dị n'ime na ntụnyere ụdị dị iche iche? Iji mezuo nke a, anyị amụọla usoro nhazi nke nicotine ụtaba, nke bụ osisi ihe nlereanya gburugburu ebe obibi nwere metabolism pụrụ iche, ma dịkwa irè megide ụmụ ahụhụ nke ndị na-akọ ahịhịa abụọ, Lepidoptera Datura (Ms) (Ọ na-eme ihe ike nke ukwuu, a na-erikarị ya). Na Solanaceae na Spodoptera littoralis (Sl), ikpuru akwụkwọ owu bụ ụdị "ụdị", yana osisi ndị Solanaceae na ndị ọzọ na-elekọta nri osisi. Anyị nyochachara ụdị MS/MS metabolomics na nkọwa ọnụọgụgụ nke ozizi ozi ewepụtara iji tụnyere ozizi OD na MT. Mepụta maapụ nkọwapụta iji kpughee njirimara nke metabolites dị mkpa. E gbasaara nyocha ahụ gaa na ndị bi na N. nasi na ụdị ụtaba ndị nwere njikọ chiri anya iji nyochaa njikọ dị n'etiti mgbaàmà homonụ osisi na mkpali OD.
Iji jide maapụ zuru oke gbasara plasticity na nhazi nke metabolome akwụkwọ nke ụtaba herbivorous, anyị jiri usoro nyocha na mgbakọ na mwepụ emepụtara na mbụ iji chịkọta ma wepụ spectra MS/MS nke na-adabere na data dị elu site na ihe ndị sitere na osisi (9). Usoro a na-enweghị ọdịiche (a na-akpọ MS/MS) nwere ike ịmepụta spectra compound na-abụghị nke na-agbanwe agbanwe, nke enwere ike iji maka nyocha ọkwa compound niile akọwara ebe a. Metabolites osisi ndị a na-agbanwe agbanwe dị iche iche, nke nwere ọtụtụ narị ruo puku metabolites (ihe dị ka 500-1000-s/MS/MS ebe a). N'ebe a, anyị na-atụle plasticity metabolic na usoro nke ozizi ozi, ma tụọ ụdịdị na ọkachamara nke metabolome dabere na Shannon entropy nke nkesa ugboro metabolic. Site na iji usoro etinyere na mbụ (8), anyị gbakọrọ otu ihe ngosi enwere ike iji tụọ ụdị metabolome (ihe ngosi Hj), ọkachamara profaịlụ metabolic (ihe ngosi δj) na nkọwapụta metabolic nke otu metabolite (ihe ngosi Si). Tinyere nke a, anyị jiri Relative Distance Plasticity Index (RDPI) mee ihe iji tụọ ike metabolome nke herbivores (Foto 1A) (30). N'ime usoro ọnụọgụgụ a, anyị na-emeso MS/MS spectrum dị ka ngalaba ozi bụ isi, ma hazie oke MS/MS n'ime map nkesa ugboro ugboro, wee jiri Shannon entropy mee atụmatụ ụdị metabolome site na ya. A na-atụ ọkachamara metabolome site na nkezi nkọwapụta nke otu MS/MS. Ya mere, mmụba nke ụba nke ụfọdụ klaasị MS/MS mgbe ewepụtara herbivore na-agbanwe ka ọ bụrụ spectral inducibility, RDPI na ọkachamara, ya bụ, mmụba na δj index, n'ihi na a na-emepụta metabolites pụrụ iche karịa ma na-emepụta nnukwu Si index. Mbelata nke Hj diversity index na-egosi na ọnụọgụ nke MS/MS emepụtara ebelatala, ma ọ bụ nkesa ugboro profaịlụ na-agbanwe n'ụzọ na-adịghị otu, ebe ọ na-ebelata ejighị n'aka ya n'ozuzu ya. Site na ngụkọ Si index, o kwere omume ịkọwapụta MS/MS nke ụfọdụ ndị na-eri ahịhịa na-akpata, n'ụzọ megidere nke MS/MS anaghị anabata induction, nke bụ isi ihe na-egosi ọdịiche dị n'etiti amụma MT na OD.
(A) Nkọwa ọnụọgụgụ e ji mee ihe maka ihe ndị na-akpata data MS/MS (H1 ruo Hx), ụdịdị dị iche iche (Hj index), ụdịdị pụrụ iche (δj index) na ụdịdị metabolite (Si index). Mmụba na ogo pụrụ iche (δj) na-egosi na, na nkezi, a ga-emepụta ọtụtụ metabolites pụrụ iche nke ihe ndị na-akpata, ebe mbelata na ụdịdị dị iche iche (Hj) na-egosi mbelata na mmepụta nke metabolites ma ọ bụ nkesa na-adịghị mma nke metabolites na map nkesa. Uru Si na-enyocha ma metabolite ahụ kpọmkwem maka ọnọdụ enyere (ebe a, herbivorous) ma ọ bụ na-edobe ya n'otu ọkwa. (B) Nhazi echiche nke amụma echiche nchebe site na iji axis tiori ozi. Echiche OD na-ebu amụma na mwakpo herbivor ga-eme ka metabolites nchebe dịkwuo elu, si otú a na-amụba δj. N'otu oge ahụ, Hj na-ebelata n'ihi na a na-ahazi profaịlụ ahụ iji belata ejighị n'aka nke ozi metabolic. Ozizi MT na-ebu amụma na mwakpo nke ndị na-eri ahịhịa ga-akpata mgbanwe na-abụghị ntụziaka na metabolome, si otú a na-amụba Hj dị ka ihe na-egosi mmụba nke enweghị ejighị n'aka ozi metabolic ma na-akpata nkesa Si na-enweghị usoro. Anyị tụkwara ụdị agwakọtara, MT kacha mma, ebe ụfọdụ metabolites nwere ụkpụrụ nchebe dị elu ga-abawanye karịsịa (uru Si dị elu), ebe ndị ọzọ na-egosipụta nzaghachi na-enweghị usoro (uru Si dị ala).
Site n'iji nkọwa nke ozizi ozi, anyị na-akọwa ozizi OD iji buru amụma na mgbanwe metabolite pụrụ iche nke herbivore kpatara n'ọnọdụ nhazi na-enweghị mkpali ga-eduga na (i) mmụba na nkọwapụta metabolic (Si index) na-akwalite nkọwapụta metabolic (δj index). Mmụba nke) ụfọdụ otu metabolite pụrụ iche nwere uru nchekwa dị elu, na (ii) mbelata nke ụdị metabolome (Hj index) n'ihi mgbanwe nke nkesa ugboro ugboro metabolic na nkesa leptin karịa. Na ọkwa nke otu metabolite, a na-atụ anya nkesa Si nke enyere iwu, ebe metabolite ga-eme ka uru Si dịkwuo elu dịka uru nchekwa ya si dị (Foto 1B). N'akụkụ a, anyị na-akọwa ozizi MT iji buru amụma na mkpali ga-eduga na (i) mgbanwe na-abụghị ntụziaka na metabolites nke na-ebute mbelata na δj index, na (ii) mmụba na Hj index n'ihi mmụba na ejighị n'aka metabolic. Ma ọ bụ enweghị usoro, nke Shannon entropy nwere ike ịtụle n'ụdị ụdị dị iche iche zuru oke. Banyere nhazi metabolic, ozizi MT ga-ebu amụma nkesa enweghị usoro nke Si. Ebe ọ bụ na ụfọdụ metabolites nọ n'ọnọdụ ụfọdụ n'okpuru ọnọdụ ụfọdụ, ọnọdụ ndị ọzọ adịghịkwa n'okpuru ọnọdụ ụfọdụ, uru nchekwa ha dabere na gburugburu ebe obibi, anyị tụkwara aro ụdị nchekwa agwakọtara, nke a na-ekesa δj na Hj n'ime abụọ n'akụkụ Si Increase n'akụkụ niile, naanị otu metabolite ụfọdụ, nke nwere uru nchekwa dị elu, ga-eme ka Si dịkwuo elu karịsịa, ebe ndị ọzọ ga-enwe nkesa na-enweghị usoro (Foto 1B).
Iji nwalee amụma ozizi nchekwa nke akọwapụtara n'akụkụ nkọwa ozizi ozi, anyị welitere ụmụ ahụhụ ahịhịa (Ms) ma ọ bụ ndị ọkachamara n'ozuzu (Sl) n'akwụkwọ Nepenthes pallens (Foto 2A). Site na iji nyocha MS/MS, anyị nwetara spectra MS/MS 599 na-adịghị agbanwe agbanwe (faịlụ data S1) site na methanol extracts nke anụ ahụ akwụkwọ anakọtara mgbe caterpillar riri caterpillar. Site na iji RDPI, Hj, na δj index iji hụ mgbanwe nke ọdịnaya ozi na faịlụ nhazi MS/MS na-ekpughe ụkpụrụ na-adọrọ mmasị (Foto 2B). Usoro zuru oke bụ na, dịka nkọwa ozi si kọwaa, ka caterpillars na-aga n'ihu na-eri akwụkwọ, ogo nke nhazi metabolic niile na-abawanye ka oge na-aga: awa 72 mgbe herbivor riri, RDPI na-abawanye nke ukwuu. Ma e jiri ya tụnyere njikwa na-emebighị emebi, Hj belatara nke ukwuu, nke bụ n'ihi mmụba nke ọkachamara nke profaịlụ metabolic, nke δj index tụnyere. Usoro a doro anya kwekọrọ na amụma nke ozizi OD, mana ọ na-ekwekọghị na amụma ndị bụ isi nke ozizi MT, nke kwenyere na mgbanwe ndị na-enweghị usoro (na-abụghị ntụziaka) na ọkwa metabolite na-eji dị ka ihe nchebe (Foto 1B). Ọ bụ ezie na ọdịnaya nke ihe na-akpalite mmiri (OS) na omume nri nke ndị na-eri ahịhịa abụọ a dị iche, nri ha kpọmkwem butere mgbanwe yiri nke ahụ na ntụziaka nke Hj na δj n'oge oge owuwe ihe ubi awa 24 na awa 72. Naanị ihe dị iche mere na awa 72 nke RDPI. Ma e jiri ya tụnyere nke nri Ms kpatara, metabolism zuru oke nke nri Sl kpatara dị elu.
(A) Nhazi nnwale: A na-enye ndị na-azụ ahịhịa nkịtị (S1) ma ọ bụ ndị ọkachamara (Ms) akwụkwọ osisi pitcher e tinyere nnu n'ime ha, ebe maka ihe ọkụkụ e ji atụ ihe, a na-eji OS nke Ms (W + OSMs) ejikwa ebe a na-akụ akwụkwọ n'ọnọdụ ha. S1 (W + OSSl) larvae ma ọ bụ mmiri (W + W). Njikwa (C) bụ akwụkwọ na-emebighị emebi. (B) Inducibility (RDPI ma e jiri ya tụnyere chaatị njikwa), diversity (Hj index) na specialization (δj index) index agbakọrọ maka map metabolite pụrụ iche (599 MS/MS; faịlụ data S1). Akara kpakpando na-egosi nnukwu ọdịiche dị n'etiti nri herbivore kpọmkwem na otu njikwa (ule t nwa akwụkwọ na ule t jikọtara, *P<0.05 na ***P<0.001). ns, ọ bụghị ihe dị mkpa. (C) Ndepụta mkpebi oge nke isi (igbe anụnụ anụnụ, amino acid, organic acid na shuga; faịlụ data S2) na ụdị metabolite pụrụ iche (igbe uhie 443 MS/MS; faịlụ data S1) mgbe e mechara ọgwụgwọ ahịhịa. Akara agba ahụ na-ezo aka na oge ntụkwasị obi 95%. Akara mmuke ahụ na-egosi nnukwu ọdịiche dị n'etiti ọgwụgwọ na njikwa [nyocha quadratic nke mgbanwe (ANOVA), nke na-esote nnukwu ọdịiche dị mkpa nke Tukey (HSD) maka ntụnyere ọtụtụ mgbe hoc gasịrị, *P<0.05, **P<0.01 Na *** P <0.001]. (D) Ọkachamara nke atụmatụ gbasaa na profaịlụ metabolite pụrụ iche (ihe nlele ugboro ugboro nwere ọgwụgwọ dị iche iche).
Iji chọpụta ma mgbanwe nke herbivore kpatara na ọkwa metabolome na-apụta ìhè na mgbanwe dị na ọkwa nke metabolites nke ọ bụla, anyị buru ụzọ lekwasị anya na metabolites ndị a mụrụ na mbụ na akwụkwọ Nepenthes pallens nwere nkwenye siri ike nke herbivore. Phenolic amides bụ hydroxycinnamamide-polyamine conjugates nke na-agbakọta n'oge usoro herbivory nke ụmụ ahụhụ ma a maara na ha na-ebelata arụmọrụ ụmụ ahụhụ (32). Anyị chọrọ ihe ndị bu ụzọ nke MS/MS kwekọrọ ma see atụmatụ nke usoro kinetic ha (Foto S1). N'ụzọ na-eju anya, ihe ndị sitere na phenol nke na-adịghị etinye aka kpọmkwem na nchekwa megide herbivores, dị ka chlorogenic acid (CGA) na rutin, na-ebelata nhazi mgbe herbivory gasịrị. N'ụzọ dị iche, herbivores nwere ike ime ka phenol amides dị ike nke ukwuu. Nri na-aga n'ihu nke herbivores abụọ ahụ butere ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ otu ụdị mkpali nke phenolamides, ụkpụrụ a pụtakwara ìhè karịsịa maka mmepụta de novo nke phenolamides. A ga-ahụ otu ihe ahụ mgbe a na-enyocha ụzọ 17-hydroxygeranyl nonanediol diterpene glycosides (17-HGL-DTGs), nke na-emepụta ọtụtụ diterpenes acyclic nwere ọrụ mgbochi herbivore dị irè (33), nke Ms Feeding with Sl kpalitere profaịlụ ngosipụta yiri nke ahụ (Foto S1)).
Ihe ọghọm dị na nnwale nri ahịhịa ozugbo bụ ọdịiche dị na ọnụego oriri akwụkwọ na oge nri nke ndị na-akụ ahịhịa, nke na-eme ka o sie ike iwepụ mmetụta kpọmkwem nke ahịhịa na-akpata site na mmerụ ahụ na ndị na-akụ ahịhịa. Iji dozie nke ọma nkọwapụta nke mmeghachi omume metabolic nke mkpụrụ osisi herbivore, anyị mere ka e nwee ntụnyere nke nri Ms na Sl larvae site n'itinye OS a chịkọtara ọhụrụ (OSM na OSS1) ozugbo na ọkwa W nke akwụkwọ na-agbanwe agbanwe. A na-akpọ usoro a ọgwụgwọ W + OS, ọ na-emekwa ka mkpali ahụ dị mma site n'ịkọwapụta oge mmalite nke nzaghachi nke ahịhịa herbivore na-enweghị mmetụta mgbagwoju anya nke ọdịiche dị na ọnụego ma ọ bụ ọnụọgụ nke mfu anụ ahụ (Foto 2A) (34). Site na iji nyocha MS/MS na usoro mgbakọ na mwepụ, anyị weghachitere 443 MS/MS spectra (faịlụ data S1), nke jikọtara ya na spectra nke e jikọtara na nnwale nri kpọmkwem. Nyocha nke ozizi ozi nke set data MS/MS a gosiri na nhazigharị nke metabolomes pụrụ iche nke akwụkwọ site na ịme ka ahịhịa herbivore gosipụtara mkpali OS kpọmkwem (Foto 2C). Karịsịa, ma e jiri ya tụnyere ọgwụgwọ OSS1, OSM mere ka a na-eme ka ọ dịkwuo mma maka ọgwụgwọ metabolome n'ime awa anọ. Ọ dị mkpa ịmara na ma e jiri ya tụnyere data nnwale nri herbivore kpọmkwem, a na-ahụ mmeghachi omume metabolic na oghere akụkụ abụọ site na iji Hj na δj dị ka nhazi na ntụziaka nke ọkachamara metabolome na nzaghachi maka ọgwụgwọ herbivore e mere ka ọ dị ka oge na-aga. Mee ka ọ dịghachi mma (Foto 2D). N'otu oge ahụ, anyị tụlere ọdịnaya nke amino acid, organic acids na shuga (faịlụ data S2) iji nyochaa ma mmụba a ezubere iche na ahụmịhe metabolome bụ n'ihi nhazigharị nke metabolism carbon etiti na nzaghachi nye herbivore e mere ka ọ dị mma (Foto S2). Iji kọwaa ụkpụrụ a nke ọma, anyị lebakwuru anya na nchịkọta metabolic nke ụzọ phenolamide na 17-HGL-DTG a tụlere na mbụ. A na-agbanwe mmepụta OS-kpọmkwem nke herbivore ka ọ bụrụ usoro nhazi dị iche iche n'ime metabolism phenolamide (Foto S3). OSS1 na-akpali phenolic amides nwere coumarin na caffeoyl, ebe OSMs na-akpali mkpali kpọmkwem nke ferulyl conjugates. Maka ụzọ 17-HGL-DTG, achọpụtara mmụba OS dị iche site na malonylation downstream na ngwaahịa dimalonylation (Foto S3).
Mgbe nke ahụ gasịrị, anyị mụrụ gbasara ike mgbanwe nke OS kpatara site na iji usoro data microarray nke oge, nke na-eme ka ojiji nke OSMs na-agwọ akwụkwọ osisi rosette na herbivores. Kinetics nke sampling na-adakọ na kinetics ejiri mee ihe na ọmụmụ metabolomics a (35). Ma e jiri ya tụnyere nhazi metabolome nke na-abawanye ike mgbanwe nke metabolic ka oge na-aga, anyị na-ahụ mgbawa ntụgharị oge na akwụkwọ nke Ms kpatara, ebe transcriptionome inducibility (RDPI) na specialization (δj) dị na 1 E nwere mmụba dị ukwuu na awa, na ụdị dị iche iche (Hj) n'oge a, ngosipụta nke BMP1 belatara nke ukwuu, wee soro nkwụsịtụ nke ọkachamara transcriptome (Foto S4). Ezinụlọ mkpụrụ ndụ ihe nketa metabolic (dị ka P450, glycosyltransferase, na BAHD acyltransferase) na-esonye na usoro nke ịchịkọta metabolites pụrụ iche site na nkeji nhazi sitere na metabolism mbụ, na-agbaso ụdị ọkachamara mbụ a kpọtụrụ aha. Dịka ọmụmụ ihe, a nyochachara ụzọ phenylalanine. Nnyocha ahụ kwadoro na mkpụrụ ndụ ihe nketa dị na metabolism phenolamide na-akpata OS nke ukwuu n'ime ndị na-akọ ahịhịa ma e jiri ya tụnyere osisi ndị na-adịghị adọrọ mmasị, ha na-adakọkwa nke ọma n'ụdị ngosipụta ha. Ihe ntụgharị MYB8 na mkpụrụ ndụ ihe nketa PAL1, PAL2, C4H na 4CL dị n'elu ụzọ a gosiri mmalite mbụ nke ntụgharị. Acyltransferases ndị na-arụ ọrụ na mgbakọ ikpeazụ nke phenolamide, dị ka AT1, DH29, na CV86, na-egosipụta usoro mmụba ogologo oge (Foto S4). Ihe ndị a hụrụ n'elu na-egosi na mmalite mbụ nke ọkachamara transcriptome na mmụba nke ọkachamara metabolomics mgbe e mesịrị bụ ụdị njikọ, nke nwere ike ịbụ n'ihi sistemụ nchịkwa synchronous nke na-amalite nzaghachi nchebe siri ike.
Nhazigharị na ihe mgbaàmà homonụ osisi na-arụ ọrụ dị ka akwa iwu nke na-ejikọta ozi ahịhịa iji gbanwee usoro nke osisi. Mgbe ịmechara ihe nlereanya nke ahịhịa, anyị tụrụ usoro nchịkọta nke ụdị homonụ osisi dị mkpa ma hụ ngosipụta oge dị n'etiti ha [Pearson correlation coefficient (PCC)> 0.4] (Foto 3A). Dịka a tụrụ anya ya, a na-ejikọ homonụ osisi metụtara biosynthesis n'ime netwọk njikọ nke homonụ osisi. Na mgbakwunye, a na-ahazi nkọwapụta metabolic (Si index) na netwọk a iji gosipụta homonụ osisi nke ọgwụgwọ dị iche iche kpatara. A na-ese akụkụ abụọ bụ isi nke nzaghachi kpọmkwem nke ahịhịa: otu dị na JA cluster, ebe JA (ụdị ya na-arụ ọrụ na bayoloji JA-Ile) na ihe ndị ọzọ sitere na JA na-egosi akara Si kachasị elu; nke ọzọ bụ ethylene (ET). Gibberellin gosiri naanị mmụba dị obere na nkọwapụta ahịhịa, ebe homonụ osisi ndị ọzọ, dị ka cytokinin, auxin, na abscisic acid, nwere obere nkọwapụta induction maka ahịhịa. Ma e jiri ya tụnyere iji W + W naanị, mmụba nke uru kachasị elu nke ihe ndị sitere na JA site na ngwa OS (W + OS) nwere ike ịbụ ihe ngosi siri ike nke JA. N'ụzọ a na-atụghị anya ya, a maara na OSM na OSS1 nwere ọdịnaya ihe dị iche iche na-akpata mkpokọta JA na JA-Ile yiri nke ahụ. N'adịghị ka OSS1, OSM na-akpali OSM kpọmkwem ma sie ike, ebe OSS1 anaghị eme ka nzaghachi nke mmerụ ahụ basal dịkwuo elu (Foto 3B).
(A) Nyocha netwọk ngosipụta nke dabere na ngụkọ PCC nke ihe nlereanya mkpokọta homonụ osisi nke herbivore kpatara. Nọdụ ahụ na-anọchite anya otu homonụ osisi, nha nke node ahụ na-anọchitekwa anya ndepụta Si nke kpọmkwem na hormone osisi n'etiti ọgwụgwọ. (B) Nchikọta nke JA, JA-Ile na ET n'akwụkwọ sitere na ọgwụgwọ dị iche iche nke agba dị iche iche gosiri: aprịkọt, W + OSM; acha anụnụ anụnụ, W + OSSl; ojii, W + W; isi awọ, C (njikwa). Akara kpakpando na-egosi nnukwu ọdịiche dị n'etiti ọgwụgwọ na njikwa (ANOVA abụọ nke na-esote ntụnyere ọtụtụ Tukey HSD mgbe hoc hoc gasịrị, *** P <0.001). Nyocha echiche ozi nke (C)697 MS/MS (faịlụ data S1) na JA biosynthesis na disfunctional nghọta spectrum (irAOC na irCOI1) na (D)585 MS/MS (faịlụ data S1) na ETR1 nwere nsogbu ET Ọgwụgwọ herbivore abụọ emere ka ha dị ka ihe atụ kpalitere ahịrị osisi na osisi njikwa ụgbọ ala efu (EV). Akara kpakpando na-egosi nnukwu ọdịiche dị n'etiti ọgwụgwọ W+OS na njikwa na-emebighị emebi (ANOVA nke abụọ na-esochi ya na ntụnyere ọtụtụ Tukey HSD mgbe hoc hoc gasịrị, *P<0.05, **P<0.01 na ***P<0.001). (E) Grafụ gbasasịrị agbasasị nke mmegide gbasaara na ọkachamara. Agba ndị ahụ na-anọchite anya ụdị dị iche iche agbanwere mkpụrụ ndụ ihe nketa; akara ndị ahụ na-anọchite anya ụzọ ọgwụgwọ dị iche iche: triangle, W + OSS1; rectangle, W + OSM; okirikiri C
Na-esote, anyị na-eji ụdị mkpụrụ ndụ ihe nketa nke Nepenthes a gbanyere mkpọrọgwụ (irCOI1 na sETR1) na usoro dị mkpa nke biosynthesis JA na ET (irAOC na irACO) na nghọta (irCOI1 na sETR1) iji nyochaa metabolism nke homonụ osisi abụọ a na herbivores. Ntinye aka nke reprogramming. Dịka nnwale ndị gara aga si dị, anyị kwadoro mmụba nke herbivore-OS na osisi ebu ihe efu (EV) (Foto 3, C ruo D) na mbelata zuru oke na Hj index nke OSM kpatara, ebe δj index mụbara. Azịza ahụ pụtara ìhè karịa nzaghachi nke OSS1 kpalitere. Grafụ ahịrị abụọ na-eji Hj na δj dị ka nhazi na-egosi mwepụta kpọmkwem (Foto 3E). Ihe kacha pụta ìhè bụ na na ụdị na-enweghị akara JA, a na-ewepụ ụdị metabolome na mgbanwe pụrụ iche nke herbivores kpatara fọrọ nke nta ka ọ bụrụ kpamkpam (Foto 3C). N'ụzọ dị iche, nghọta ET dị jụụ na osisi sSETR1, ọ bụ ezie na mmetụta zuru oke na mgbanwe na metabolism herbivorous dị ala karịa nke JA signaling, na-ebelata ọdịiche dị na Hj na δj indices n'etiti mkpali OSM na OSS1 (Foto 3D na Foto S5). . Nke a na-egosi na na mgbakwunye na ọrụ bụ isi nke transduction signal transduction, transduction ET signaling na-ejekwa ozi dị ka nhazi nke nzaghachi metabolic kpọmkwem nke ụdị nke herbivores. N'ikwekọ na ọrụ nhazi a dị mma, enweghị mgbanwe ọ bụla na nhazi metabolic zuru oke na osisi sETR1. N'aka nke ọzọ, ma e jiri ya tụnyere osisi sETR1, osisi irACO butere oke mgbanwe metabolic yiri nke ahụ nke herbivores kpatara, mana gosipụtara akara Hj na δj dị iche iche n'etiti ihe ịma aka OSM na OSS1 (Foto S5).
Iji chọpụta metabolites pụrụ iche nwere onyinye dị mkpa na nzaghachi nke ụdị dị iche iche nke ndị na-eri ahịhịa ma hazie mmepụta ha nke ọma site na akara ET, anyị jiri usoro MS/MS emepụtara na mbụ. Usoro a dabere na usoro bi-clustering iji weghachite ezinụlọ metabolic site na iberibe MS/MS [ngwaahịa ntụpọ a na-ahazi (NDP)] na akara myirịta dabere na mfu na-anọpụ iche (NL). Setị data MS/MS e wuru site na nyocha nke ahịrị transgenic ET mepụtara 585 MS/MS (faịlụ data S1), nke edoziri site na ịchịkọta ha n'ime modulu MS/MS asaa bụ isi (M) (Foto 4A). Ụfọdụ n'ime modulu ndị a juputara na metabolites pụrụ iche a na-akọwapụta na mbụ: dịka ọmụmaatụ, M1, M2, M3, M4 na M7 bara ụba na ụdị phenol dị iche iche (M1), flavonoid glycosides (M2), acyl sugars (M3 Na M4), na 17-HGL-DTG (M7). Na mgbakwunye, a na-agbakọ ozi kpọmkwem gbasara metabolic (Si index) nke otu metabolite na modulu ọ bụla, a pụkwara ịhụ nkesa Si ya n'ụzọ dị mfe. Na nkenke, a na-eji ụkpụrụ Si dị elu mara MS/MS spectra nke na-egosi oke herbivory na genotype specificity, ọnụ ọgụgụ kurtosis na-egosikwa nkesa nke ajị anụ n'akụkụ ọdụ aka nri. A chọpụtara otu nkesa colloid dị otú ahụ na M1, ebe phenol amide gosiri oke Si kachasị elu (Foto 4B). 17-HGL-DTG nke a kpọtụrụ aha na mbụ na M7 gosiri akara Si dị ala, na-egosi oke nhazi dị iche n'etiti ụdị OS abụọ ahụ. N'ụzọ dị iche, ọtụtụ metabolites pụrụ iche emepụtara n'ozuzu, dị ka rutin, CGA, na shuga acyl, so na akara Si kacha ala. Iji chọpụta nke ọma mgbagwoju anya nhazi na nkesa Si n'etiti metabolites pụrụ iche, e wuru netwọk molekul maka modulu ọ bụla (Foto 4B). Amụma dị mkpa nke ozizi OD (a chịkọtara na Foto 1B) bụ na nhazigharị nke metabolites pụrụ iche mgbe herbivory gasịrị kwesịrị ibute mgbanwe otu ụzọ na metabolites nwere uru nchekwa dị elu, ọkachasị site n'ịbawanye nkọwapụta ha (n'adịghị ka nkesa na-enweghị usoro) Ọnọdụ) Metabolite nchekwa nke ozizi MT buru amụma. Ọtụtụ n'ime ihe ndị sitere na phenol a chịkọtara na M1 metụtara ọrụ na mbelata nke arụmọrụ ụmụ ahụhụ (32). Mgbe anyị na-atụnyere ụkpụrụ Si na metabolites M1 n'etiti akwụkwọ ndị a kpaliri na akwụkwọ mejupụtara nke osisi njikwa EV na awa 24, anyị hụrụ na nkọwapụta metabolic nke ọtụtụ metabolites mgbe ụmụ ahụhụ herbivory gasịrị nwere mmụba dị ukwuu (Foto 4C). Achọpụtara mmụba kpọmkwem na uru Si naanị na phenolamides nchebe, mana achọpụtaghị mmụba na uru Si na phenols ndị ọzọ na metabolites a na-amaghị nke bi na modulu a. Nke a bụ ụdị pụrụ iche, nke metụtara ozizi OD. Amụma bụ isi nke mgbanwe metabolic nke herbivors kpatara na-agbanwe agbanwe. Iji nwalee ma ET nke OS kpọmkwem kpaliri nkọwapụta a nke phenolamide, anyị sere ndepụta metabolite Si ma mee ka uru ngosipụta dị iche dị n'etiti OSM na OSS1 na genotypes EV na sETR1 belatara nke ukwuu. Na sETR1, ọdịiche phenamide kpatara n'etiti OSM na OSS1 belatara nke ukwuu. E tinyekwara usoro njikọta abụọ na data MS/MS anakọtara na ụdị ndị na-enweghị JA zuru oke iji chọpụta modulu MS/MS bụ isi metụtara ọkachamara metabolic JA (Foto S6).
(A) Nsonaazụ nchịkọta nke 585 MS/MS dabere na iberibe ekekọrịtara (nsogbu NDP) na mfu na-anọpụ iche (nsogbu NL) na-eme ka modulu (M) kwekọọ na ezinụlọ ihe mejupụtara a maara, ma ọ bụ site na nhazi Metabolite a na-amaghị ama ma ọ bụ nke na-adịghị mma. N'akụkụ modulu ọ bụla, a na-egosi nkesa metabolite (MS/MS) kpọmkwem (Si). (B) Netwọk molekul modular: Nodes na-anọchite anya MS/MS na nsọtụ, akara NDP (uhie) na NL (acha anụnụ anụnụ) MS/MS (mbepụ,> 0.6). Akara nkọwa metabolite akọwapụtara (Si) agba dabere na modulu (aka ekpe) ma maapụ na netwọk molekul (nri). (C) Modulu M1 nke osisi EV na nhazi (njikwa) na ọnọdụ induced (ihe a na-eme ka ọ bụrụ herbivore) na awa 24: eserese netwọk molekul (uru Si bụ nha node, a na-egosipụta phenolamide nchebe na acha anụnụ anụnụ). (D) Eserese netwọk molekul M1 nke ahịrị spectrum sETR1 nwere nghọta EV na ET mebiri emebi: ihe mejupụtara phenolic nke node gburugburu akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ nọchitere anya, na ọdịiche dị mkpa (uru P) n'etiti ọgwụgwọ W + OSM na W + OSS1 dị ka nha Node. CP, N-caffeoyl-tyrosine; CS, N-caffeoyl-spermidine; FP, N-ferulic acid ester-uric acid; FS, N-ferulyl-spermididine; CoP, N', N “-Coumarolyl-tyrosine; DCS, N', N”-dicaffeoyl-spermididine; CFS, N', N”-caffeoyl, feruloyl-spermididine; Lycium barbarum na wolfberry Son; Nick. O-AS, O-acyl sugar.
Anyị gbatịkwuru nyocha ahụ site na otu mkpụrụ ndụ ihe nketa Nepenthes nke a kpachapụrụ agbachapụ gaa na mkpụrụ ndụ ihe nketa, ebe a kọwapụtala mgbanwe siri ike n'ime ọkwa JA nke ahịhịa na ọkwa metabolite kpọmkwem na ndị mmadụ eke (26). Jiri data a kpuchie germplasms 43. Mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị a nwere ụdị osisi 123 sitere na N. pallens. E si na mkpụrụ ndị a chịkọtara n'ebe obibi dị iche iche na Utah, Nevada, Arizona, na California were osisi ndị a (Foto S7), anyị gbakọrọ ụdị metabolome (a na-akpọ ọkwa ndị mmadụ ebe a) β diversity) na ọkachamara nke OSM kpatara. Dịka ọmụmụ ihe ndị gara aga si dị, anyị hụrụ ọtụtụ mgbanwe metabolic n'akụkụ axes Hj na δj, na-egosi na germplasms nwere nnukwu ọdịiche na plasticity nke nzaghachi metabolic ha na herbivores (Foto S7). Nzukọ a na-echetara anyị ihe ndị a hụrụ na mbụ gbasara oke mgbanwe JA nke herbivores kpatara, ma nọgide na-enwe nnukwu uru na otu ọnụ ọgụgụ (26, 36). Site n'iji JA na JA-Ile nwalee njikọ dị n'etiti Hj na δj, anyị chọpụtara na enwere njikọ dị mma dị mkpa n'etiti JA na ụdịdị β nke metabolome na ndepụta pụrụ iche (Foto S7). Nke a na-egosi na ọdịiche dị n'etiti ihe ndị na-eri ahịhịa na mmepụta JA nke achọpụtara n'ọkwa ọnụọgụ mmadụ nwere ike ịbụ n'ihi oke mgbanwe metabolic nke nhọrọ sitere na ihe ndị na-eri ahịhịa na-akpata.
Ọmụmụ ihe ndị gara aga egosila na ụdị ụtaba dị iche iche n'ụdị na dabere na nchekwa metabolic nke a na-ebute na nke a na-emepụta. A kwenyere na mgbanwe ndị a na ikike mbugharị mgbaàmà mgbochi herbivore na ikike nchekwa na-achịkwa site na nrụgide ọnụọgụ ụmụ ahụhụ, usoro ndụ osisi, na ọnụ ahịa mmepụta nchekwa n'ebe otu ụdị na-eto. Anyị mụrụ nguzozi nke mgbanwe metabolome akwụkwọ nke ndị na-akọ ahịhịa nke ụdị Nicotiana isii sitere na North America na South America kpatara. Ụdị ndị a nwere njikọ chiri anya na Nepenthes North America, ya bụ Nicolas Bociflo. La, N. nicotinis, Nicotiana n. ahịhịa attenuated, Nicotiana tabacum, ụtaba linear, ụtaba (Nicotiana spegazzinii) na ụtaba akwụkwọ ụtaba (Nicotiana obtusifolia) (Foto 5A) (37). Isii n'ime ụdị ndị a, gụnyere ụdị N. biko mara nke ọma, bụ osisi kwa afọ nke petunia clade, na obtusifolia N. bụ perennials nke nwanne clade Trigonophyllae (38). Mgbe nke ahụ gasịrị, e mere ka ụdị asaa ndị a malite ịrụ ọrụ W + W, W + OSM na W + OSS1 iji mụọ nhazi usoro metabolic nke nri ụmụ ahụhụ dịka ụdị anụmanụ si dị.
(A) Osisi phylogenetic nke bootstrap dabere na ohere kachasị elu [maka njikọ glutamine nuklia (38)] na nkesa mpaghara nke ụdị Nicotiana asaa nwere njikọ chiri anya (agba dị iche iche) (37). (B) Atụmatụ mgbasa nke ụdị dị iche iche pụrụ iche maka profaịlụ metabolic nke ụdị Nicotiana asaa (939 MS/MS; faịlụ data S1). Na ọkwa ụdị, ụdị metabolome na-ejikọtaghị na ogo nke ọkachamara. A na-egosi nyocha nke njikọ ọkwa ụdị dị n'etiti ụdị dị iche iche metabolic na ọkachamara na mkpokọta JA na Foto 2. S9. Agba, ụdị dị iche iche; triangle, W + OSS1; rektangulu, W + OSM; (C) A na-ahọpụta dynamics Nicotiana JA na JA-Ile dịka oke mkpali OS (ntụnyere ANOVA abụọ na Tukey HSD mgbe ọtụtụ afọ gasịrị, * P <0.05, ** P <0.01 na * ** Maka ntụnyere nke W + OS na W + W, P <0.001). Igbe nke (D) ụdịdị dị iche iche na (E) pụrụ iche nke ụdị ọ bụla mgbe e mechara ihe ndị na-emepụta ihe na methyl JA (MeJA). Akara ngosi ahụ na-egosi nnukwu ọdịiche dị n'etiti W + OS na W + W ma ọ bụ lanolin gbakwunyere W (Lan + W) ma ọ bụ Lan gbakwunyere MeJA (Lan + MeJa) na njikwa Lan (nnyocha nke ọdịiche abụọ, nke Tukey's HSD sochiri mgbe e mesịrị na ọtụtụ ntụnyere, *P<0.05, **P<0.01 na ***P<0.001).
Site na iji usoro mkpokọta abụọ, anyị chọpụtara modulu 9 nke 939 MS/MS (faịlụ data S1). Nhazi nke MS/MS nke e ji ọgwụgwọ dị iche iche gbanwee dị iche iche n'etiti modulu dị iche iche n'etiti ụdị (Foto S8). N'ile anya Hj (nke a na-akpọ ebe a dị ka ọkwa γ-ụdịdị) na δj na-ekpughe na ụdị dị iche iche na-agbakọta n'ime otu dị iche iche na oghere metabolic, ebe nkewa ọkwa ụdị na-abụkarị ihe a ma ama karịa mkpali. Ewezuga N. linear na N. obliquus, ha na-egosipụta oke mmetụta mkpali dị iche iche (Foto 5B). N'ụzọ dị iche, ụdị dị ka N. purpurea na N. obtusifolia nwere mmeghachi omume metabolic na-adịghị apụta ìhè na ọgwụgwọ, mana metabolome dị iche iche karịa. Nkesa nkesa nke mmeghachi omume metabolic kpatara na ụdị dị iche iche butere nnukwu njikọ na-adịghị mma n'etiti ọkachamara na ụdị gamma (PCC = -0.46, P = 4.9 × 10-8). Mgbanwe ndị OS kpatara na ọkwa JA na-ejikọta nke ọma na ọkachamara metabolism, ma na-ejikọta ya na ụdị gamma metabolic nke ụdị ọ bụla gosipụtara (Foto 5B na Foto S9). Ọ dị mkpa ịmara na ụdị ndị a na-akpọ ụdị "mmeghachi omume mgbaàmà" na Foto 5C, dị ka Nepenthes nematodes, Nepenthes nepenthes, Nepenthes acute, na Nepenthes belatara, kpatara ihe ịrịba ama dị mkpa na nkeji 30. Ọrịa JA na JA-Ile nke OS na-adịbeghị anya, ebe nje bacteria ndị ọzọ a na-akpọ "anaghị anabata mgbaàmà", dị ka Nepenthes mills, Nepenthes powdery na N. obtusifolia na-egosi naanị mmụba JA-Ile Edge na-enweghị nkọwa OS ọ bụla (Foto 5C). Na ọkwa metabolic, dịka ekwuru n'elu, maka Nepenthes ndị belatara, ihe ndị na-aza mgbaàmà gosipụtara nkọwa OS ma mụbaa δj nke ukwuu, ebe ha na-ebelata Hj. Achọpụtaghị mmetụta priming nke OS a na ụdị ndị a na-akpọ ụdị ndị na-anaghị anabata mgbaàmà (Foto 5, D na E). A na-ekerịta metabolites nke OS kpọmkwem n'etiti ụdị ndị na-aza mgbaàmà ugboro ugboro, ìgwè ndị a na-agbakọtakwa ụdị ndị nwere nzaghachi mgbaàmà na-adịghị ike, ebe ụdị ndị nwere nzaghachi mgbaàmà na-adịghị ike na-egosi obere ịdabere na ibe ha (Foto S8). Nsonaazụ a na-egosi na ntinye OS kpọmkwem nke JAs na nhazi OS kpọmkwem nke metabolome nke ala na-ejikọta na ọkwa ụdị.
Mgbe nke ahụ gasịrị, anyị jiri pasta lanolin nwere methyl JA (MeJA) gwọọ osisi iji chọpụta ma ụdị njikọ ndị a nwere oke site na nnweta JA nke exogenous JA na-etinye, nke ga-adị na cytoplasm nke osisi. Mkpọchapụ ngwa ngwa bụ JA. Anyị hụrụ otu usoro nke mgbanwe nwayọ nwayọ site na ụdị ndị na-aza mgbaàmà gaa na ụdị ndị na-anaghị aza mgbaàmà nke sitere na ọkọnọ JA na-aga n'ihu (Foto 5, D na E). Na nkenke, ọgwụgwọ MeJA gbanwere usoro metabolomes nke linear nematodes, N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens, na N. mikimotoi nke ọma, nke butere mmụba dị ukwuu na δj na mbelata na Hj. N. purpurea gosiri naanị mmụba na δj, mana ọ bụghị Hj. N. obtusifolia, nke egosiri na mbụ na ọ na-anakọta ọkwa JA dị ala nke ukwuu, na-azakwa ọgwụgwọ MeJA nke ọma n'ihe gbasara nhazi metabolome. Nsonaazụ ndị a na-egosi na mmepụta ma ọ bụ mgbanwe mgbaàmà JA nwere oke n'ahụ mmadụ n'ụdị ndị na-anaghị anabata mgbaàmà. Iji nwalee echiche a, anyị mụrụ ụdị anọ ahụ (N. pallens, N. mills, N. pink na N. microphylla) nke W + W, W + OSMs na W + OSS1 Transcriptome kpatara (39). Dịka ụkpụrụ nke mgbanwe metabolome si dị, ụdị ndị ahụ kewapụrụ nke ọma n'ime oghere transcriptome, n'ime ha N. attenuated gosipụtara RDPI kachasị elu nke OS kpatara, ebe N. gracilis nwere nke kacha ala (Foto 6A). Agbanyeghị, achọpụtara na ụdị transcriptome nke N. oblonga kpalitere bụ nke kacha ala n'etiti ụdị anọ ahụ, n'ụzọ megidere ụdị metabonomic kachasị elu nke N. oblonga egosiri na ụdị asaa. Ọmụmụ ihe ndị gara aga egosila na otu mkpụrụ ndụ ihe nketa metụtara akara nchebe mbụ, gụnyere akara JA, na-akọwa kpọmkwem nke nzaghachi nchebe mbụ nke ndị na-akpalite herbivore kpatara na ụdị Nicotiana (39). Ịtụnyere ụzọ mgbaama JA n'etiti ụdị anọ ndị a kpughere ụkpụrụ na-adọrọ mmasị (Foto 6B). Ọtụtụ mkpụrụ ndụ ihe nketa dị n'ụzọ a, dịka AOC, OPR3, ACX na COI1, gosiri oke mmụba n'ụdị anọ a. Agbanyeghị, mkpụrụ ndụ ihe nketa dị mkpa, JAR4, na-agbanwe JA ka ọ bụrụ ụdị mkpụrụ ndụ ihe nketa ya nke JA-Ile a chịkọtara, ọkwa ntụgharị ya dịkwa obere, ọkachasị na N. mills, Nepenthes pieris na N. microphylla. Na mgbakwunye, naanị mkpụrụ ndụ ihe nketa ọzọ AOS ka achọpụtaghị na N. bifidum. Mgbanwe ndị a na ngosipụta mkpụrụ ndụ ihe nketa nwere ike ịbụ ihe kpatara oke phenotypes nke obere mmepụta JA na ụdị anergic special kpatara na mmụba nke N. gracilis.
(A) Nyocha nke ozizi ozi nke nhazigharị nke nzaghachi mbụ nke ụdị ụtaba anọ nwere njikọ chiri anya nke a nwalere nkeji iri atọ mgbe ewepụtara herbivory. A na-agbakọ RDPI site na iji akwụkwọ ndị herbivor OS kpaliri tụnyere njikwa ọnya. Agba ndị ahụ na-egosi ụdị dị iche iche, akara ndị ahụ na-egosikwa ụzọ ọgwụgwọ dị iche iche. (B) Nyocha nke ngosipụta mkpụrụ ndụ ihe nketa na ụzọ mgbaama JA n'etiti ụdị anọ. A na-egosi ụzọ JA dị mfe n'akụkụ atụmatụ igbe ahụ. Agba dị iche iche na-egosi ụzọ nhazi dị iche iche. Akara ngosi ahụ na-egosi na enwere nnukwu ọdịiche dị n'etiti ọgwụgwọ W + OS na njikwa W + W (maka ule t nke nwa akwụkwọ maka ọdịiche abụọ, *P<0.05, **P<0.01 na ***P<0.001). OPDA, 12-oxophytodienoic acid; OPC-8: 0,3-oxo-2(2′(Z)-pentenyl)-cyclopentane-1-octanoic acid.
N'akụkụ ikpeazụ, anyị mụrụ otu mgbanwe ụdị ụmụ ahụhụ nke metabolome nke ụdị osisi dị iche iche nwere ike isi guzogide ndị na-eri ahịhịa. Nnyocha gara aga mesiri ike na ụdị Nicotiana. Nguzogide ha megide Ms na larvae dị iche iche nke ukwuu (40). N'ebe a, anyị mụrụ njikọ dị n'etiti ụdị a na plasticity metabolic ha. Site na iji ụdị ụtaba anọ dị n'elu, na ịnwale njikọ dị n'etiti ụdị dị iche iche na ọkachamara nke metabolome nke ndị na-eri ahịhịa kpatara na iguzogide nke osisi na Ms na Sl, anyị chọpụtara na iguzogide, ụdịdị na ọkachamara na Sl All nwere njikọ dị mma, ebe njikọ dị n'etiti iguzogide ụmụ nwanyị ọkachamara na ọkachamara adịghị ike, njikọ ya na ụdịdị adịghịkwa mkpa (Foto S10). Banyere iguzogide S1, ma N. chinensis na N. gracilis a belatara, nke egosiri na mbụ na-egosipụta ma ọkwa mgbanwe mgbaàmà JA na plasticity metabolic, nwere nzaghachi dị iche iche na mkpali herbivore, ha gosikwara nnukwu iguzogide yiri nke ahụ. Mmekọahụ.
N'ime afọ iri isii gara aga, ozizi nchekwa osisi enyela usoro echiche, nke dabere na ndị nchọpụta buru amụma maka ọtụtụ mgbanwe na ọrụ nke metabolites pụrụ iche nke osisi. Ọtụtụ n'ime echiche ndị a anaghị agbaso usoro nkịtị nke nkwubi okwu siri ike (41). Ha na-atụ aro amụma dị mkpa (3) n'otu ọkwa nyocha. Mgbe nnwale nke amụma dị mkpa na-ekwe ka a nyochaa echiche ụfọdụ, nke a ga-eme ka ubi ahụ na-aga n'ihu. A ga-akwado ya, mana jụ ndị ọzọ (42). Kama nke ahụ, ozizi ọhụrụ ahụ na-eme amụma n'ọkwa dị iche iche nke nyocha ma na-agbakwụnye oyi akwa ọhụrụ nke ntụle nkọwa (42). Agbanyeghị, enwere ike ịkọwa echiche abụọ ahụ a tụrụ aro na ọkwa ọrụ, MT na OD, dị ka amụma dị mkpa nke mgbanwe metabolic pụrụ iche nke ndị na-eri ahịhịa kpatara: ozizi OD kwenyere na mgbanwe na "oghere" metabolic pụrụ iche bụ nke dị elu. Ozizi MT kwenyere na mgbanwe ndị a ga-abụ nke na-abụghị nke ntụziaka ma dị na oghere metabolic, ma na-enwekarị metabolites uru nchekwa dị elu. A nwalela ule ndị gara aga nke amụma OD na MT site na iji obere ihe mejupụtara "nchekwa" priori. Nnwale ndị a na-elekwasị anya na metabolite na-egbochi ikike inyocha oke na ụzọ nhazi metabolome n'oge herbivory, ha anaghịkwa ekwe ka nnwale n'ime usoro ọnụọgụgụ na-agbanwe agbanwe chọọ amụma dị mkpa nke enwere ike ịtụle dị ka ihe zuru oke Mgbanwe Quantify na metabolome osisi. N'ebe a, anyị jiri teknụzụ ọhụrụ na metabolomics dabere na MS kọmputa ma mee nyocha MS deconvolution n'ime ego izugbe nke nkọwa ozizi ozi iji nwalee ọdịiche dị n'etiti abụọ a tụrụ aro na ọkwa metabolomics zuru ụwa ọnụ. Amụma dị mkpa nke ozizi a. E tinyela ozizi ozi n'ọtụtụ ubi, ọkachasị n'ihe gbasara nchọpụta ụdị dị iche iche na usoro nri (43). Agbanyeghị, dịka anyị maara, nke a bụ ngwa mbụ ejiri kọwaa oghere ozi metabolic nke osisi ma dozie nsogbu gburugburu ebe obibi metụtara mgbanwe metabolic nwa oge na nzaghachi na akara gburugburu ebe obibi. Karịsịa, ikike nke usoro a dị na ikike ya iji tụnyere ụkpụrụ dị n'ime na n'etiti ụdị osisi iji nyochaa otu ndị herbivores si agbanwe site na ụdị dị iche iche gaa na ụdị macroevolutionary dị iche iche na ọkwa dị iche iche nke evolushọn. Metabolism.
Nnyocha akụkụ bụ isi (PCA) na-agbanwe data multivariate ka ọ bụrụ oghere mbelata nha ka e wee nwee ike ịkọwa isi ihe dị na data ahụ, yabụ a na-ejikarị ya eme ihe dị ka usoro nchọpụta iji nyochaa data ahụ, dị ka deconvolution metabolome. Agbanyeghị, mbelata nha ga-efunahụ akụkụ nke ọdịnaya ozi dị na data ahụ, PCA enweghịkwa ike inye ozi ọnụọgụ gbasara njirimara ndị dị mkpa karịsịa na ozizi gburugburu ebe obibi, dị ka: otu ndị herbivores si ahazi ụdịdị dị iche iche na ngalaba pụrụ iche (dịka ọmụmaatụ, ịba ụba, nkesa) Na ụba) metabolites? Kedu metabolites bụ ndị na-ebu amụma ọnọdụ nke herbivores enyere? Site n'echiche nke nkọwapụta, ụdịdị na inducibility, ọdịnaya ozi nke profaịlụ metabolite akọwapụtara nke akwụkwọ na-emebi emebi, a chọpụtakwara na iri herbivores nwere ike ime ka metabolism kpọmkwem rụọ ọrụ. N'atụghị anya ya, anyị hụrụ na, dịka akọwara na ihe ngosi tiori ozi etinyere, ọnọdụ metabolic sitere na ya nwere nnukwu njikọ mgbe mwakpo nke herbivores abụọ ahụ (onye na-enye nri abalị Sl) na ọkachamara Solanaceae bụ Oriakụ. Ọ bụ ezie na omume nri na ntinye uche ha dị iche nke ukwuu. Ihe mmalite nke abụba acid-amino acid conjugate (FAC) na OS (31). Site n'iji herbivore OS gwọọ ọnyá ọkpọkọ ọkọlọtọ, ọgwụgwọ herbivore e mere ka ọ dị ka ihe e ji eme ihe gosikwara ụdị usoro a. Usoro a e ji eme ka ọ bụrụ ihe e ji eme ihe maka mmeghachi omume nke osisi nye mwakpo herbivore na-ewepụ ihe ndị na-agbagwoju anya nke mgbanwe na omume iri nri nke herbivore kpatara, nke na-ebute oke mmebi dị iche iche n'oge dị iche iche (34). FAC, nke a maara dị ka isi ihe kpatara OSM, na-ebelata nzaghachi JAS na homonụ osisi ndị ọzọ na OSS1, ebe OSS1 na-ebelata ọtụtụ narị ugboro (31). Agbanyeghị, OSS1 kpatara ọkwa yiri nke ahụ nke mkpokọta JA ma e jiri ya tụnyere OSM. Egosila na mbụ na nzaghachi JA na Nepenthes a gbajiri agbaji nwere mmetụta dị ukwuu na OSM, ebe FAC nwere ike ịnọgide na-arụ ọrụ ya ọbụlagodi na a gwakọtara ya na mmiri 1:1000 (44). Ya mere, ma e jiri ya tụnyere OSM, ọ bụ ezie na FAC dị na OSS1 dị obere nke ukwuu, o zuru ezu iji kpalite ọrịa JA zuru oke. Nnyocha ndị gara aga egosila na enwere ike iji protein ndị yiri porin (45) na oligosaccharides (46) mee ihe dị ka ihe ngosi molekul iji kpalite nzaghachi nchekwa osisi na OSS1. Agbanyeghị, o dooghị anya ma ihe ndị a na-akpalite OSS1 bụ ndị kpatara mkpokọta JA a hụrụ na ọmụmụ ihe a.
Ọ bụ ezie na enwere ọmụmụ ole na ole na-akọwa akara mkpịsị aka metabolic dị iche iche nke ojiji nke ahịhịa dị iche iche ma ọ bụ JA ma ọ bụ SA (salicylic acid) kpatara (47), ọ dịghị onye kpaghasịrị nsogbu kpọmkwem nke ụdị ahịhịa na netwọk ahịhịa osisi na mmetụta ya na kpọmkwem. A na-amụ mmetụta zuru oke nke metabolism n'usoro. Ozi nkeonwe. Nyocha a gosikwara na njikọ netwọkụ homonụ dị n'ime na homonụ osisi ndị ọzọ na-abụghị JA na-akpụpụta nkọwapụta nke nhazi metabolic nke ahịhịa na-akpata. Karịsịa, anyị chọpụtara na ET nke OSM kpatara dị ukwuu karịa nke OSS1 kpatara. Ụdị a kwekọrọ na ọdịnaya FAC karịa na OSM, nke bụ ọnọdụ dị mkpa ma zuru oke maka ịkpalite mgbawa ET (48). N'ihe gbasara mmekọrịta dị n'etiti osisi na ahịhịa, ọrụ mgbaàmà nke ET na usoro metabolite kpọmkwem osisi ka na-adịkarị ma na-elekwasị anya naanị otu otu ihe mejupụtara. Na mgbakwunye, ọtụtụ ọmụmụ ihe ejirila ojiji nke ET ma ọ bụ ihe ndị na-ebute ya ma ọ bụ ihe mgbochi dị iche iche mụọ iwu nke ET, nke gụnyere ojiji kemịkalụ ndị a ga-emepụta ọtụtụ mmetụta na-abụghị nke kpọmkwem. Dịka anyị maara, ọmụmụ ihe a na-anọchite anya nyocha usoro mbụ nke ọrụ ET na ojiji nke ET iji mepụta ma hụ osisi transgenic ndị na-adịghị mma iji hazie usoro metabolome osisi. Ntinye ET nke herbivore kpọmkwem nwere ike imezighachi nzaghachi metabolome. Ihe kachasị mkpa bụ njikwa transgenic nke mkpụrụ ndụ ihe nketa ET biosynthesis (ACO) na nghọta (ETR1) nke kpughere mkpokọta herbivore-specific de novo nke phenolamides. Egosila na mbụ na ET nwere ike ịhazi mkpokọta nicotine nke JA kpatara site na ịchịkwa putrescine N-methyltransferase (49). Agbanyeghị, site na echiche igwe, ọ bụghị ihe doro anya otu ET si edozi mmepụta nke phenamide nke ọma. Tinyere ọrụ mgbanwe mgbaàmà nke ET, enwere ike ịgbanwe mgbanwe metabolic na S-adenosyl-1-methionine iji chịkwaa itinye ego na polyaminophenol amides. S-adenosyl-1-methionine bụ ET na etiti nkịtị nke ụzọ biosynthetic polyamine. Usoro nke mgbaàmà ET ji achịkwa ọkwa phenolamide chọrọ ọmụmụ ihe ọzọ.
Ruo ogologo oge, n'ihi ọtụtụ metabolites pụrụ iche nke usoro a na-amaghị ama, nlebara anya siri ike na ụdị metabolic ụfọdụ enwebeghị ike inyocha mgbanwe oge nke ụdị metabolism mgbe mmekọrịta bayọlọji gasịrị. Ugbu a, dabere na nyocha tiori ozi, isi ihe si na nnweta spectrum MS/MS dabere na metabolites na-enweghị mmasị bụ na ndị na-eri ahịhịa na-eri ma ọ bụ na-eme ka ha yie herbivores na-aga n'ihu na-ebelata ụdị metabolism zuru oke nke metabolome akwụkwọ ebe ọ na-amụba ogo pụrụiche ya. Mmụba nwa oge a na nkọwa metabolome nke herbivores kpatara jikọtara ya na mmụba synergistic na nkọwapụta transcriptome. Njirimara nke na-enye aka nke ukwuu na ọkachamara metabolome a buru ibu (inwe uru Si dị elu) bụ metabolite pụrụ iche nke nwere ọrụ herbivores a maara na mbụ. Ụdị a kwekọrọ na amụma nke tiori OD, mana amụma nke MT metụtara enweghị usoro nke nhazi metabolome adịghị agbanwe agbanwe. Agbanyeghị, data a kwekọkwara na amụma nke ụdị agwakọtara (MT kacha mma; Foto 1B), n'ihi na metabolites ndị ọzọ a na-amaghị ama nwere ọrụ nchebe a na-amaghị nwere ike ka na-eso nkesa Si na-enweghị usoro.
Ihe dị mkpa nke nyocha a chọpụtara bụ na site na ọkwa obere-evolution (otu osisi na ụtaba) ruo na nnukwu usoro evolushọn (ụdị ụtaba ndị nwere njikọ chiri anya), ọkwa dị iche iche nke nhazi evolushọn dị na "nchekwa kacha mma". E nwere nnukwu ọdịiche dị na ikike nke ndị na-akọ ahịhịa. Moore et al. (20) na Kessler na Kalske (1) tụrụ aro n'onwe ha ka ha gbanwee ọkwa ọrụ atọ nke ụdị dị iche iche nke Whittaker (50) mere ka ọ bụrụ mgbanwe oge na nke butere n'oge nke ụdị dị iche iche nke kemịkalụ; ndị edemede a chịkọtaraghị usoro maka nchịkọta data metabolome buru ibu anaghị akọwapụta otu esi agbakọ ụdị dị iche iche nke metabolic site na data ndị a. N'ọmụmụ ihe a, obere mgbanwe na nhazi ọrụ Whittaker ga-atụle ụdị dị iche iche nke α-metabolic dị ka ụdị dị iche iche nke MS/MS spectra na osisi enyere, na ụdị dị iche iche nke β-metabolic dị ka ụdị dị iche iche nke otu ndị mmadụ Oghere, na ụdị dị iche iche nke γ-metabolic ga-abụ ndọtị nke nyocha nke ụdị ndị yiri ya.
Ihe mgbaàmà JA dị mkpa maka ọtụtụ nzaghachi metabolic herbivore. Agbanyeghị, enweghị nnwale siri ike nke ntinye aka nke nhazi intraspecific nke biosynthesis JA na ụdị metabolome, yana ma akara JA ọ bụ ebe izugbe maka mgbanwe metabolic nke nrụgide kpatara na oke macroevolutionary dị elu ka dị mfe ịchọta. Anyị hụrụ na ọdịdị herbivore nke Nepenthes herbivore na-akpali ọkachamara metabolome na mgbanwe nke ọkachamara metabolome n'ime ọnụọgụgụ nke ụdị Nicotiana na n'etiti ụdị Nicotiana ndị metụtara ya na-ejikọta nke ọma na akara JA. Na mgbakwunye, mgbe akara JA mebiri emebi, a ga-akagbu nkọwapụta metabolic nke otu herbivore genotype kpatara (Foto 3, C na E). Ebe ọ bụ na mgbanwe spectrum metabolic nke ndị Nepenthes a na-ebelata n'okike bụ ọtụtụ ọnụọgụ, mgbanwe na ụdị β metabolic na nkọwapụta na nyocha a nwere ike ịbụ nke sitere na mkpali siri ike nke ụdị ihe mejupụtara metabolite bara ụba. Klas ndị a na-achịkwa akụkụ nke profaịlụ metabolome ma na-eduga na njikọ dị mma na akara JA.
Ebe ọ bụ na usoro kemịkalụ nke ụdị ụtaba ndị metụtara ya dị nnọọ iche, a na-achọpụta metabolites kpọmkwem n'akụkụ àgwà, yabụ ọ na-enyocha karịa. Nhazi nke ozizi ozi nke profaịlụ metabolic ejidere na-ekpughe na mmụba nke herbivorous na-eme ka mgbanwe dị n'etiti ụdị gamma metabolic na ọkachamara dịkwuo njọ. Ihe mgbaàmà JA na-arụ ọrụ dị mkpa na mgbanwe a. Mmụba nke ọkachamara metabolome kwekọrọ na amụma OD bụ isi ma nwee njikọ dị mma na akara JA, ebe ihe mgbaàmà JA na-ejikọta na ọdịiche gamma metabolic. Ihe nlereanya ndị a na-egosi na ikike OD nke osisi na-ekpebikarị site na plasticity nke JA, ma ọ bụ na microevolutionary scale ma ọ bụ na nnukwu evolushọn. Nnwale ngwa JA nke na-egbochi ntụpọ biosynthesis JA na-ekpughekwa na enwere ike ịmata ụdị ụtaba ndị metụtara ya n'ime ụdị ndị na-aza mgbaàmà na ndị na-anaghị aza mgbaàmà, dịka ụdị JA ha na plasticity metabolome nke ndị herbivores kpaliri. Ụdị ndị na-anaghị aza mgbaàmà enweghị ike ịzaghachi n'ihi enweghị ike ha imepụta JA endogenous ma ya mere ha nwere oke mmachi physiological. Nke a nwere ike ịbụ site na mgbanwe dị na mkpụrụ ndụ ihe nketa ụfọdụ dị mkpa na ụzọ mgbaàmà JA (AOS na JAR4 na N. crescens) nke. Nsonaazụ a na-egosi na ụdị macroevolutionary dị iche iche ndị a nwere ike ịbụ isi ihe kpatara ya site na mgbanwe na nghọta na nzaghachi homonụ dị n'ime.
Na mgbakwunye na mmekọrịta dị n'etiti osisi na ndị na-akọ ahịhịa, nchọpụta nke ụdị dị iche iche nke metabolic metụtara ọganihu echiche niile dị mkpa na nyocha nke mgbanwe ndụ na gburugburu ebe obibi na mgbanwe nke àgwà phenotypic dị mgbagwoju anya. Site na mmụba nke ọnụọgụ data nke ngwa MS nke oge a nwetara, nnwale echiche na ụdị dị iche iche nke metabolic nwere ike ịgafe ọdịiche nke metabolite nke onye ọ bụla/ụdị ma mee nyocha zuru ụwa ọnụ iji kpughee ụkpụrụ ndị a na-atụghị anya ya. N'usoro nyocha buru ibu, ihe atụ dị mkpa bụ echiche nke ichepụta map bara uru nke enwere ike iji nyochaa data. Ya mere, ihe dị mkpa sitere na njikọta ugbu a nke metabolomics MS/MS na ozizi ozi na-enweghị mmasị bụ na ọ na-enye metric dị mfe nke enwere ike iji wuo maapụ iji lelee ụdị dị iche iche nke metabolic na nha taxonomic dị iche iche. Ọ bụ ihe bụ isi achọrọ na usoro a. Ọmụmụ nke evolushọn micro/macro na gburugburu ebe obibi obodo.
N'ọkwa nnukwu-evolutionary, isi ihe dị mkpa n'ozizi evolushọn nke osisi na ụmụ ahụhụ nke Ehrlich na Raven (51) bụ ibu amụma na mgbanwe nke ụdị dị iche iche nke metabolic dị iche iche bụ ihe kpatara mmụba nke usoro osisi. Agbanyeghị, n'ime afọ iri ise kemgbe e bipụtara ọrụ a, a nwalebeghị echiche a nke ọma (52). Nke a bụ n'ihi njirimara phylogenetic nke njirimara metabolic yiri ya n'ofe usoro osisi dị anya. Enwere ike iji ụkọ ahụ kwado usoro nyocha ebumnuche. Usoro ọrụ MS/MS dị ugbu a nke a na-ahazi site na ozizi ozi na-enyocha myirịta nhazi MS/MS nke metabolites a na-amaghị (na-enweghị nhọrọ metabolite mbụ) ma na-agbanwe MS/MS ndị a ka ọ bụrụ otu MS/MS, ya mere na metabolism ọkachamara A na-atụnyere ụdị macro-evolutionary ndị a na nhazi nhazi. Ihe ngosi ọnụ ọgụgụ dị mfe. Usoro a yiri nyocha phylogenetic, nke nwere ike iji nhazi usoro tụọ ọnụego nke mmụba ma ọ bụ mgbanwe agwa na-enweghị amụma mbụ.
N'ọkwa biochemical, echiche nyocha nke Firn na Jones (53) na-egosi na a na-ejigide ụdị dị iche iche nke metabolic n'ọkwa dị iche iche iji nye ihe ndị e ji arụ ọrụ bayoloji nke metabolites ndị na-ejikọtaghị na mbụ ma ọ bụ ndị a gbanwere. Usoro ozizi ozi na-enye usoro ebe enwere ike ịtụle mgbanwe mgbanwe mgbanwe metabolite ndị a na-eme n'oge ọkachamara metabolite dịka akụkụ nke usoro nyocha evolushọn akwadoro: mgbanwe na-arụ ọrụ bayoloji site na obere nkọwapụta ruo na nnukwu nkọwapụta Metabolites egbochiri nke gburugburu ebe enyere.
Na mkpokọta, n'oge mbụ nke bayoloji molekul, e mepụtara ozizi nchekwa osisi dị mkpa, a na-ewerekwa usoro ndị na-achịkwa echiche dị ka naanị ụzọ isi nweta ọganihu sayensị. Nke a bụ n'ihi oke teknụzụ nke ịtụ metabolome dum. Ọ bụ ezie na usoro ndị na-achịkwa echiche bara uru karịsịa n'ịhọrọ usoro ihe ndị ọzọ kpatara ya, ikike ha nwere ịkwalite nghọta anyị banyere netwọk biochemical dị oke karịa usoro mgbakọ na mwepụ dị ugbu a na sayensị nke oge a nke na-etinye data. Ya mere, echiche ndị a na-apụghị ịkọ amụma karịrị oke data dị, yabụ enweghị ike iwepụ usoro echiche/usoro nnwale nke ọganihu n'ọhịa nyocha (4). Anyị na-ahụ na usoro mgbakọ na mwepụ nke metabolomics ewebatara ebe a nwere ike ịmaliteghachi mmasị na okwu ndị dị iche iche nke metabolic (otu esi) na nke ikpeazụ (ihe kpatara ya), ma tinye aka na oge ọhụrụ nke sayensị data nduzi n'echiche. Oge ahụ nyochaghachiri echiche ndị dị mkpa nke kpaliri ọgbọ ndị gara aga.
A na-enye ndị na-akọ ahịhịa nri ozugbo site n'ịkụnye nwamba nke abụọ n'ime otu akwụkwọ osisi okooko osisi na-acha odo odo nke otu osisi okooko osisi rose na-eto eto, ya na mkpụrụ osisi iri na-emegharị kwa osisi. E ji ihe mkpuchi kụchie ụmụ ahụhụ ndị ahụ, a na-anakọtakwa anụ ahụ akwụkwọ ndị fọdụrụ awa 24 na 72 mgbe ọrịa ahụ gasịrị ma kpọnwụọ ngwa ngwa, wee wepụta ihe ndị ahụ na-eme ka ha dị nro.
Mee ka ọgwụgwọ ahịhịa dị ka nke e ji ihe ndị dị ndụ mee ka ọ dị ka nke e ji ihe ndị dị ndụ mee ka ọ dị mma. Ụzọ a bụ iji wiil ákwà mee ka ahịrị ogwu atọ dị n'akụkụ abụọ nke etiti nke akwụkwọ atọ ahụ gbasaara nke ọma n'oge uto nke ákwà ahụ, ma tinye ozugbo 1:5 nke e tinyere Ms. Ma ọ bụ jiri mkpịsị aka aka tinye S1 OS n'ime ọnya ahụ. Kpoo ma hazie akwụkwọ ahụ dịka akọwara n'elu. Jiri usoro akọwara na mbụ wepụta metabolites mbụ na hormones osisi (54).
Maka itinye JA nke sitere na mpụga, a na-eji 20μl nke pasta lanolin nwere 150μg MeJA (Lan + MeJA), na 20μl nke lanolin tinyere ọgwụgwọ ọnya (Lan + W), ma ọ bụ jiri 20μl dị ọcha lanolin dị ka ihe njikwa. A na-egbutu akwụkwọ ndị ahụ awa 72 mgbe a gwọchara ha, a na-etinye ha na nitrogen mmiri mmiri, ma debe ha na -80°C ruo mgbe e jiri ha.
Achọpụtala ahịrị anọ nke JA na ET transgenic, ya bụ irAOC (36), irCOI1 (55), irACO na sETR1 (48), n'ime otu nnyocha anyị. irAOC gosiri nke ọma mbelata na ọkwa JA na JA-Ile, ebe irCOI1 anaghị emetụta JAs. Ma e jiri ya tụnyere EV, mkpokọta JA-Ile mụbara. N'otu aka ahụ, irACO ga-ebelata mmepụta nke ET, ma e jiri ya tụnyere EV, sETR1, nke na-adịghị emetụta ET, ga-eme ka mmepụta nke ET dịkwuo elu.
A na-eji ihe nlele laser fotoacoustic (Sensor Sense ETD-300 real-time ET sensor) eme nha ET na-abụghị mwakpo. Ozugbo e mechara ọgwụgwọ ahụ, a bepụrụ ọkara nke akwụkwọ ma bufee ha na karama iko 4-ml a kpọchiri akpọchi, a hapụkwara oghere isi ka ọ gbakọta n'ime awa ise. N'oge a na-atụ ya, a sachara karama ọ bụla site na iyi nke ikuku dị ọcha lita 2/awa maka nkeji asatọ, nke gafere na mbụ site na ihe mkpali nke Sensor Sense nyere iji wepụ CO2 na mmiri.
E bipụtara data microarray na mbụ na (35) ma chekwaa ya na National Center for Biotechnology Information (NCBI) Gene Expression Comprehensive Database (nọmba nnweta GSE30287). E wepụtara data kwekọrọ na akwụkwọ ndị ọgwụgwọ W + OSMs kpatara na njikwa na-emerụghị emebi maka ọmụmụ ihe a. Ike kachasị dị na ya bụ log2. Tupu nyocha ọnụọgụgụ, a gbanwere ntọala ahụ ma mee ka ọ bụrụ nkezi ruo pasentị 75 ya site na iji ngwugwu ngwanrọ R.
E si na NCBI Short Reading Archives (SRA) nweta data RNA sequencing mbụ (RNA-seq) nke ụdị Nicotiana, nọmba ọrụ bụ PRJNA301787, nke Zhou et al. (39) kọrọ ma gaa n'ihu dịka akọwara na (56). Ahọpụtara data raw nke W + W, W + OSM na W + OSS1 nke dabara na ụdị Nicotiana haziri maka nyocha na ọmụmụ ihe a, ma hazie ya n'ụzọ dị otu a: Nke mbụ, a gbanwere ọgụgụ RNA-seq raw ka ọ bụrụ usoro FASTQ. HISAT2 na-agbanwe FASTQ ka ọ bụrụ SAM, SAMtools na-agbanwekwa faịlụ SAM ka ọ bụrụ faịlụ BAM ahaziri ahazi. A na-eji StringTie agbakọ ngosipụta mkpụrụ ndụ ihe nketa, usoro ngosipụta ya bụ na enwere iberibe kwa puku iberibe ntọala kwa nde iberibe ntụgharị usoro.
Ogidi chromatographic Acclaim (150 mm x 2.1 mm; nha ihe dị ka 2.2μm) ejiri mee ihe na nyocha ahụ na kọlụm nche 4 mm x 4 mm nwere otu ihe ahụ. A na-eji gradient binary a na-esote na sistemụ Dionex UltiMate 3000 Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC): nkeji 0 ruo 0.5, isocratic 90% A [mmiri deionized, 0.1% (v/v) acetonitrile na 0.05% formic acid], 10% B (Acetonitrile na 0.05% formic acid); nkeji 0.5 ruo 23.5, usoro gradient bụ 10% A na 90% B, n'otu n'otu; nkeji 23.5 ruo 25, isocratic 10% A na 90% B. Ọnụego mmiri na-eruba bụ 400μl/min. Maka nyocha MS niile, gbanye kọlụm elu n'ime ihe nyocha quadrupole na oge ụgbọ elu (qTOF) nke nwere isi iyi electrospray na-arụ ọrụ na ọnọdụ ionization dị mma (voltaji capillary, 4500 V; oghere capillary 130 V; okpomọkụ nkụ 200°C; ikuku nkụ 10 lita/nkeji).
Mee nyocha nkebi MS / MS (nke a ga-akpọ MS / MS) nke na-adịghị mkpa ma ọ bụ nke a na-apụghị ịmata site na data ahụ iji nweta ozi nhazi gbasara profaịlụ metabolic zuru oke a na-achọpụta. Echiche nke usoro MS/MS na-enweghị atụ dabere na eziokwu ahụ bụ na quadrupole nwere nnukwu windo nkewa oke oke [ya mere, tụlee akara niile nke oke-na-charge (m/z) dị ka iberibe]. N'ihi nke a, n'ihi na ngwa Impact II enweghị ike ịmepụta CE tilt, e mere ọtụtụ nyocha onwe ha site na iji mmụba nke ike mgbako nke mgbako kpatara (CE). Na nkenke, buru ụzọ nyochaa ihe nlele ahụ site na UHPLC-electrospray ionization/qTOF-MS site na iji ụdị spectrometry otu oke (ọnọdụ nkewa dị ala nke nkewa isi mmalite mepụtara), na-enyocha site na m/z 50 ruo 1500 na ugboro ugboro nke 5 Hz. Jiri nitrogen dị ka gas mgbako maka nyocha MS/MS, ma mee nha onwe ya na voltaji nkewa anọ dị iche iche nke mgbako kpatara: 20, 30, 40, na 50 eV. N'oge usoro nha ahụ niile, quadrupole ahụ nwere windo nkewa oke kachasị ukwuu, site na m/z 50 ruo 1500. Mgbe atọrọ nnwale m/z na obosara nkewa n'ihu ahụ ruo 200, ngwanrọ ọrụ nke ngwaọrụ ahụ na-arụ ọrụ oke oke ahụ na 0 Da. Nyochaa maka iberibe oke dịka ọ dị na ụdị oke ibu otu. Jiri sodium formate (50 ml isopropanol, 200 μl formic acid na 1 ml 1M NaOH mmiri mmiri) maka nhazi oke ibu. Site na iji algọridim nhazi dị elu nke Bruker, a na-ahazi faịlụ data ahụ mgbe ọ gbasịrị nkezi spectrum n'oge enyere. Jiri ọrụ mbupụ nke ngwanrọ Data Analysis v4.0 (Brook Dalton, Bremen, Germany) iji gbanwee faịlụ data raw ka ọ bụrụ usoro NetCDF. Echekwara set data MS/MS na nchekwa data metabolomics mepere emepe MetaboLights (www.ebi.ac.uk) yana nọmba nnabata. MTBLS1471.
Enwere ike imezu njikọta MS/MS site na nyocha njikọ n'etiti akara ngosi mma MS1 na MS/MS maka ike mgbawa dị ala na nke dị elu yana iwu ndị etinyere ọhụrụ. A na-eji edemede R eme ihe iji ghọta nyocha njikọ nke nkesa nke ihe mmalite na ngwaahịa ahụ, a na-ejikwa edemede C# (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) eme ihe iji tinye iwu ndị ahụ n'ọrụ.
Iji belata njehie dị mma nke ụgha nke mkpọtụ ndabere na njikọ ụgha kpatara site na ịchọpụta ụfọdụ atụmatụ m/z na naanị ihe atụ ole na ole, anyị na-eji ọrụ "elu jupụtara" nke ngwugwu R XCMS (maka ndozi mkpọtụ ndabere). Ekwesịrị iji dochie ike "NA" (elu a na-achọpụtaghị). Mgbe ejiri ọrụ oke juputara, enwere ọtụtụ ụkpụrụ ike "0" na setịpụ data nke ga-emetụta mgbakọ njikọ. Mgbe ahụ, anyị na-atụnyere nsonaazụ nhazi data enwetara mgbe ejiri ọrụ oke juputara na mgbe ejirighị ọrụ oke juputara, ma gbakọọ uru mkpọtụ ndabere dabere na uru atụmatụ edoziri nkezi, wee dochie ụkpụrụ ike 0 ndị a na uru ndabere agbakọrọ. Anyị na-atụlekwa naanị atụmatụ ndị ike ha karịrị uru ndabere atọ ma were ha dị ka "oke ezigbo." Maka mgbakọ PCC, naanị akara m/z nke ihe nlele precursor (MS1) na setịpụ data fragment nwere ma ọ dịkarịa ala oke ezi asatọ ka a na-atụle.
Ọ bụrụ na ike nke njirimara njirimara nke ihe atụ ahụ dum nwere njikọ dị ukwuu na mbelata ike nke otu njirimara ahụ nke ike nkwekọ dị ala ma ọ bụ dị elu, ma aha njirimara ahụ abụghị nke elu isotope site na CAMERA, enwere ike ịkọwa ya ọzọ. Mgbe ahụ, site na ịgbakọ ụzọ niile enwere ike iji ngwaahịa pre-processor mee ihe n'ime sekọnd 3 (oge nchekwa atụmatụ maka njide kacha elu), a na-eme nyocha njikọ ahụ. Naanị mgbe uru m/z dị ala karịa uru pre-processor na nkewa MS/MS mere n'otu ebe ihe atụ ahụ dị na data setịpụrụ dị ka pre-processor nke esi nweta ya, ka a na-ewere ya dị ka iberibe.
Dabere na iwu abụọ dị mfe a, anyị na-ewepụ iberibe akọwapụtara nwere uru m/z karịrị m/z nke ihe mmalite achọpụtara, ma dabere na ọnọdụ ihe atụ ebe ihe mmalite pụtara na iberibe akọwapụtara. O nwekwara ike ịhọrọ njirimara dị mma nke ọtụtụ iberibe dị n'ime isi mmalite mepụtara na ọnọdụ MS1 dị ka ihe mmalite nhọrọ, si otú a na-emepụta ihe ndị na-ebute ụzọ MS/MS na-enweghị mgbakwunye. Iji belata mwepu data a, ọ bụrụ na myirịta NDP nke spectra gafere 0.6, ha sokwa na "pcgroup" chromatogram nke CAMERA depụtara, anyị ga-ejikọta ha. N'ikpeazụ, anyị na-ejikọta nsonaazụ CE anọ niile metụtara ihe mmalite na iberibe n'ime ụdị ihe mejupụtara ikpeazụ site na ịhọrọ oke ike kachasị elu n'etiti oke ndị mmeri niile nwere otu uru m/z na ike nkuku dị iche iche. Usoro nhazi ndị na-esote dabere na echiche nke ụdị ihe mejupụtara ma na-eburu n'uche ọnọdụ CE dị iche iche achọrọ iji mee ka ohere nke nkewa dịkwuo elu, n'ihi na enwere ike ịchọpụta ụfọdụ iberibe naanị n'okpuru ike nkuku kpọmkwem.
E jiri RDPI (30) gbakọọ ike nke profaịlụ metabolic. A na-enweta ụdị dị iche iche nke metabolic spectrum (Hj index) site na ọtụtụ ihe ndị na-ebute MS/MS site na iji Shannon entropy nke nkesa ugboro MS/MS site na iji usoro a nke Martínez et al. (8) kọwara. Hj = ∑i = 1mPijlog2(Pij) ebe Pij kwekọrọ na ugboro ole i-th MS/MS dị na ihe nlele j-th (j = 1, 2,…, m) (i = 1, 2, …, m) t).
A na-akọwa njirimara metabolic (Si index) dị ka njirimara ngosipụta nke MS/MS enyere n'ihe gbasara ugboro ole dị n'etiti ihe atụ ndị a na-atụle. A na-agbakọ nkọwapụta MS/MS dị ka Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi)
Jiri usoro a tụọ ihe atụ δj nke metabolome nke ihe nlele j ọ bụla, na nkezi nke nkọwa MS/MS δj = ∑i = 1mPijSi
A na-ahazi spectra MS/MS n'ụzọ abụọ, a na-agbakọkwa myirịta ahụ dabere na akara abụọ ahụ. Nke mbụ, site na iji NDP ọkọlọtọ (nke a makwaara dị ka usoro njikọ cosine), jiri nha nha a iji gosi myirịta nke ngalaba dị n'etiti spectra NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 ebe S1 na S2 N'otu aka ahụ, maka spectrum 1 na spectrum 2, yana WS1, i na WS2, i na-anọchite anya ibu dabere na ike kachasị elu na ọdịiche nke oke i-th nkịtị dị n'etiti spectra abụọ ahụ erughị 0.01 Da. A na-agbakọ ibu ahụ dịka ndị a: W = [ike kachasị elu] m [ịdị mma] n, m = 0.5, n = 2, dịka MassBank tụrụ aro.
E tinyere usoro akara nke abụọ, nke gụnyere inyocha NL ekekọrịtara n'etiti MS/MS. Iji mezuo nke a, anyị jiri ndepụta NL 52 a na-ahụkarị n'oge usoro nkewa MS n'otu n'otu, yana NL kpọmkwem (faịlụ data S1) nke e dekọrọ na mbụ maka ụdị MS/MS nke metabolites nke abụọ nke ụdị Nepenthes ndị na-adịghị ike (9, 26). Mepụta vektọ abụọ nke 1 na 0 maka MS/MS ọ bụla, nke kwekọrọ na ugbu a na nke na-adịghị adị nke ụfọdụ NL n'otu n'otu. Dabere na myirịta dị anya nke Euclidean, a na-agbakọ akara myirịta NL maka ụzọ abụọ nke vektọ NL abụọ ọ bụla.
Iji mee nhazi abụọ, anyị jiri ngwugwu R DiffCoEx, nke dabere na ndọtị nke Weighted Gene Co-expression Analysis (WGCNA). Site na iji matrices akara NDP na NL nke spectra MS/MS, anyị jiri DiffCoEx gbakọọ matrix njikọ ntụnyere. A na-eme nhazi ọnụọgụ abụọ site na ịtọ paramita "cutreeDynamic" ka ọ bụrụ usoro = "hybrid", cutHeight = 0.9999, deepSplit = T, na minClusterSize = 10. E budatara koodu isi mmalite R nke DiffCoEx site na faịlụ ọzọ 1 site na Tesson et al. (57); Enwere ike ịchọta ngwugwu ngwanrọ R WGCNA achọrọ na https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA.
Iji mee nyocha netwọkụ molekul MS/MS, anyị gbakọrọ njikọ spectral jikọtara ọnụ dabere na ụdị NDP na NL yiri ya, wee jiri ngwanrọ Cytoscape mee ihe iji hụ ọdịdị netwọk site na iji nhazi organic na ngwa ndọtị algọridim nhazi CyFilescape yFiles.
Jiri ụdị R 3.0.1 mee nyocha ọnụọgụgụ na data ahụ. E jiri nyocha ọnụọgụgụ abụọ nke mgbanwe (ANOVA) nyochaa mkpa ọnụọgụgụ, wee soro ule Tukey nke dị oke mkpa (HSD) mgbe hoc gasịrị. Iji nyochaa ọdịiche dị n'etiti ọgwụgwọ ahịhịa na njikwa ahụ, e jiri ule T nke ụmụ akwụkwọ nyochaa nkesa ọdụ abụọ nke otu ihe atụ abụọ nwere otu mgbanwe ahụ.
Maka ihe ndị ọzọ gbasara akụkọ a, biko lee http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1
Nke a bụ akụkọ e kesara n'okpuru usoro nke Creative Commons Attribution-Non-Commercial License, nke na-enye ohere iji, kesaa na imepụtagharị n'ime usoro ọ bụla, ma ọ bụrụhaala na ojiji ikpeazụ abụghị maka uru azụmahịa na ihe kpatara ya bụ na ọrụ mbụ ahụ ziri ezi. Ntuziaka.
Rịba ama: Anyị na-arịọ gị naanị ka ị nye adreesị ozi ịntanetị gị ka onye ị na-akwado na ibe ahụ mara na ịchọrọ ka ha hụ ozi email ahụ nakwa na ọ bụghị spam. Anyị agaghị ejide adreesị ozi email ọ bụla.
A na-eji ajụjụ a anwale ma ị bụ onye ọbịa ma gbochie nnyefe spam akpaghị aka.
Ozizi ozi na-enye ego zuru ụwa ọnụ maka ntụnyere nke metabolomes pụrụ iche na amụma nke ozizi nchebe ule.
Ozizi ozi na-enye ego zuru ụwa ọnụ maka ntụnyere nke metabolomes pụrụ iche na amụma nke ozizi nchebe ule.
©2021 American Association for the Advancement of Science. ikike niile echekwabara. AAAS bụ onye mmekọ nke HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef na COUNTER. Ọganihu sayensị ISSN 2375-2548.