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mGWAS (metabolome Genome-Wide Association Study)指基于代謝組學(xué)的全基因組關(guān)聯(lián)分析，是將代謝組數(shù)據(jù)作為表型，與基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析的一種方法。由于代謝組數(shù)據(jù)對(duì)表型鑒定更為精細(xì)，因此關(guān)聯(lián)分析的精度比傳統(tǒng)GWAS分析更高。

海南大學(xué)和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的羅杰教授團(tuán)隊(duì)在mGWAS領(lǐng)域建樹(shù)頗豐，近年來(lái)已有10余篇相關(guān)研究發(fā)表在高分雜志上。

2020年12月7日，《Nature Plants》雜志在線發(fā)表了羅杰教授團(tuán)隊(duì)的新文章《Selection of a subspecies-specific diterpene gene cluster implicated in rice disease resistance》，該篇研究針對(duì)水稻中雙萜化合物的合成通路相關(guān)基因簇進(jìn)行了深度解析。雙萜類化合物是水稻中植物抗菌素的主要種類之一，本研究在7號(hào)染色體（DGC7）上發(fā)現(xiàn)了完整編碼5,10-雙酮蓖麻烯（單環(huán)蓖麻烯衍生物的成員）整個(gè)生物合成途徑的一個(gè)基因簇。

文章采用代謝組檢測(cè)技術(shù)——廣泛靶向代謝組檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高通量、高靈敏、廣覆蓋、無(wú)差異的檢測(cè)近1000種代謝物，助力代謝組學(xué)和多組學(xué)研究。

水稻中雙萜基因簇的鑒定

本研究使用超高效液相色譜三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀LCMS-8060，對(duì)采用相應(yīng)候選物侵染或未侵染的本氏煙草葉片進(jìn)行代謝譜分析，10-酮蓖麻烯和5,10-雙酮蓖麻烯對(duì)照品從水稻葉中純化得到。

5,10-雙酮蓖麻烯的質(zhì)譜圖

圖a為本氏煙草葉中同時(shí)過(guò)表達(dá)OsTPS28，OsCYP71Z2和OsCYP71Z21的產(chǎn)物

圖b為5,10-雙酮蓖麻烯標(biāo)準(zhǔn)品

本文中使用的串聯(lián)質(zhì)譜儀LCMS-8060和GCMS-TQ8040（拍攝于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）