En este artículo se describe la aplicación de la metabolómica no focalizados, transcriptómica y análisis estadístico multivariado para transcripciones de bayas de uva y metabolitos con el fin de profundizar en el concepto de terroir, es decir, el impacto del medio ambiente sobre los rasgos de calidad de las bayas.
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Artículo de método
El concepto Terroir interpretada a través de baya de la uva metabolómica y transcriptómica
* These authors contributed equally
En este artículo
Resumen
Resumen
Terroir se refiere a la combinación de factores ambientales que afectan a las características de los cultivos como la vid (Vitis vinifera) de acuerdo con hábitats particulares y prácticas de gestión. Este artículo muestra cómo ciertas firmas de terroir se pueden detectar en el metaboloma de bayas y transcriptoma de la Corvina vid cv utilizando el análisis estadístico multivariado. El método requiere en primer lugar un plan de muestreo apropiado. En este caso de estudio, se seleccionó un clon específico del cultivar Corvina para minimizar las diferencias genéticas, y las muestras se obtuvieron de siete viñedos que representan las tres macro zonas diferentes durante tres temporadas de cultivo diferentes. Un enfoque metabolómica LC-MS no directo se recomienda debido a su alta sensibilidad, acompañado de procesamiento de datos eficiente utilizando software MZmine y una estrategia de identificación de metabolitos basado en análisis de árbol de fragmentación. Análisis completo transcriptoma se puede lograr utilizando microarrayssondas que contienen cubriendo ~ 99% de todos los genes de vid predichos, lo que permite el análisis simultáneo de todos los genes expresados diferencialmente en el contexto de diferentes terroirs. Por último, el análisis de datos multivariados basado en métodos de proyección se puede usar para superar el efecto fuerte-vendimia específica, permitiendo que los metabolómica y datos transcriptómica a integrarse y se analizaron en detalle para identificar correlaciones informativos.
Introducción
análisis de datos a gran escala basado en los genomas, proteomas y transcriptomes, metabolomes de plantas ofrece una visión sin precedentes en el comportamiento de los sistemas complejos, tales como las características de terroir del vino, que reflejan las interacciones entre plantas de vid y su entorno. Debido a que el terroir de un vino puede ser distinto, incluso cuando los clones de vid idénticas se cultivan en diferentes viñedos, el análisis de la genómica es de poca utilidad debido a que los genomas clonados son idénticos. En cambio, es necesario tener en cuenta las correlaciones entre la expresión génica y las propiedades metabólicas de las bayas, que determin....
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Protocolo
1. Seleccionar los materiales adecuados y construir un plan de muestreo
- Comenzar el experimento mediante el desarrollo de un plan de muestreo apropiado. No existe un enfoque genérico y universal, de modo de evaluar cada plan sobre una base caso por caso. Asegúrese de que el plan de muestreo indica los lugares de toma de muestras, los tiempos y el procedimiento de muestreo preciso. Véase la Figura 1 para el plan de muestreo utilizado en este estudio de caso.
NOTA: En este estudio de caso, las bayas de uva a partir de un único clon (. Vitis vinifera cv Corvina, clon 48) se obtuvieron de siete viñedos comerciales en tres difer....
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Resultados
El estudio de caso descrito en este artículo produjo una matriz de datos final que comprende 552 señales (m / z características) incluyendo iones moleculares más sus isótopos, aductos y algunos fragmentos, relativamente cuantificados entre 189 muestras (7 viñedos x 3 estados de madurez x 3 estaciones de crecimiento x 3 réplicas biológicas). El número total de puntos de datos, por lo tanto era 104.328. Análisis del árbol de fragmentación dio lugar a la anotación de 282 funciones .......
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Discusión
Este artículo describe las metabolómica, transcriptómica y protocolos de análisis estadísticos utilizados para interpretar el concepto de terroir baya de la uva. análisis metabolómica por HPLC-ESI-MS es lo suficientemente sensible para detectar un gran número de metabolitos al mismo tiempo, pero la cuantificación relativa se ve afectada por el efecto de la matriz y de iones de supresión / mejora. Sin embargo, un enfoque similar ya se ha utilizado para describir el proceso de maduración y fulminante post-cosecha de bayas.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo se benefició de las actividades de creación de redes coordinadas en el marco de la COST ACTION FA1106 "Un enfoque de sistemas integrados para determinar los mecanismos de desarrollo que controlan la calidad de la fruta carnosa en tomate y vid". Este trabajo ha sido apoyado por el proyecto 'Completamento del Centro di Genomica Funzionale Vegetale', financiado por la Fundación CARIVERONA Bank, y por el proyecto 'Valorizzazione dei Principali Vitigni Autoctoni Italiani e dei loro Terroir (Vigneto)', financiado por el Ministerio de Políticas Agrícolas y Forestales de Italia. SDS fue financiado por el Ministerio de Universidad e Investigación de Italia FIRB RB....
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Molino Molino | IKA | A11 básico | |
| HPLC Muestreador | Beckman Coulter | - | System Gold 508 Automuestreador |
| Sistema HPLC | Beckman Coulter | - | System Gold 127 Solvente Módulo HPLC |
| C18 Columna de protección | Grace | - | Alltima HP C18 (7,5 mm x 2,1 mm; 5 μ m) Columna de protección |
| C18 Columna | Grace | - | Alltima HP C18 (150 mm x 2,1 mm; 3 μ m) |
| Espectómetro de masas | Bruker Daltonics | - | Bruker Esquire 6000; El espectrómetro de masas estaba equipado con una fuente ESI y el analizador era una trampa de iones. |
| Disolventes de extracción y tampones de HPLC | Sigma | 34966 | Metanol grado LC-MS |
| Sigma | 94318 | Ácido fórmico grado | |
| LC-MS Sigma | 34967 | Acetonitrilo grado | |
| Sigma | 39253 | Agua Filtros de | |
| (0.2 μ m) | Sartorius | 17764 | |
| Programas informáticos para la recopilación (a) y el procesamiento de datos (b) | Bruker Daltonics-Bruker | Daltonics Esquire 5.2 Control (a); Esquire 3.2 Análisis de datos y MzMine 2.2 softwares (b) | |
| Kit de ARN total de la planta de espectro | Sigma-Aldrich | STRN250-1KT | Para la extracción de ARN total de pericarpios de uva |
| Nanodrop 1000 | Thermo Scientific | 1000 | |
| BioAnalyzer 2100 | Agilent Technologies | G2939A | |
| ARN 6000 Nano Reactivos | Agilent Technologies | 5067-1511 | |
| Chips de ARN | Agilent Technologies | 5067-1511 | |
| Tampón de lavado de expresión génica Agilent 1 | Agilent Technologies | 5188-5325 | |
| Tampón de lavado de expresión génica Agilent 2 | Agilent Technologies | 5188-5326 | |
| LowInput QuickAmp Kit de etiquetado Un color | Agilent Technologies | 5190-2305 | |
| Spike In - Agilent de un color | Agilent Tecnologías | 5188-5282 | |
| Kit de hibridación de expresión génica | Agilent Technologies | 5188-5242 | |
| RNeasy Mini Kit (50) | Qiagen | 74104 | para purificación de ARNc |
| Agilent SurePrint HD 4X44K 60-mer Microarray | Agilent Technologies | G2514F-048771 | |
| eArray | Agilent Technologies | - | https://earray.chem.agilent.com/earray/ |
| Guías de juntas | Agilent Technologies | G2534-60012 | Enable Agilent SurePrint Microarray Baño termostático de hibridación de 4 matrices |
| de | Julabo | ||
| Agilent Tecnologías | G2534-60001 | ||
| Horno de hibridación de microarrays | Agilent Technologies | G2545A | |
| Horno de hibridación Rack rotador | Agilent Technologies | G2530-60029 | |
| Varilla de conversión de rack rotador | Agilent Technologies | G2530-60030 | |
| Kit de tinción | Bio-Optica | 10-2000 | Plato de tinción de portaobjetos y gradilla de portaobjetos |
| Dispositivo agitador magnético | AREX Agitador magnético de calentamiento F20540163 | ||
| Horno termostático | Thermo Scientific | Heraeus - 6030 | |
| Agilent Escáner de micromatrices Agilent | Technologies | G2565CA | |
| Carrusel de escáner, 48 posiciones | Agilent Technologies | G2505-60502 | |
| Portaobjetos | Agilent Technologies | G2505-60525 | |
| Software de extracción de características v11.5 | Agilent Tecnologías-dentro | del escáner de microarrays Agilent G2565CA | |
| SIMCA + V13 Software | Umetrics |
Referencias
- Jessome, L. L., Volmer, D. A. Ion suppression: A major concern in mass spectrometry. Lc Gc N Am. 24 (5), 498-510 (2006).
- Kim, H. K., Choi, Y. H., Verpoorte, R. NMR-based plant metabolomics: where do we stand, where do we go? Trends Biotech. 29 (6), 267-275 (2011....
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Reimpresiones y permisos
