植物代谢组学研究细胞代谢产物及其受环境因素的影响。主要检测方法包括LC-MS、GC-MS和CE-MS,分别适用于不同类型的代谢产物分析。LC-MS适合极性大、高分子量的化合物,能广泛检测初级和次级代谢产物。GC-MS适合低含量小分子代谢产物,灵敏度高。CE-MS适合离子型化合物和生物大分子,具有高分离效率和分析速度。这些技术共同揭示植物代谢途径和变化,分析环境调控机制。
植物代谢组学是研究生物体内细胞中发生的新陈代谢以及活动过程,分析内外部不同因素对代谢的影响。研究的对象是细胞代谢产物,比如植物激素、抗生素、脂肪酸、糖类、蛋白质和碳水化合物等。通过系统性的研究,来发现植物的代谢途径和变化,能够分析环境因素对代谢的调控机制。

检测流程:样品处理-质谱定性分析-数据分析-代谢通路分析。
检测方法:液相色谱-质谱联用(LC-MS)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、毛细管电泳-质谱联用(CE-MS)等。
1.LC-MS
LC-MS利用了液相色谱对样品进行分离,在质谱检测器上,通过质荷比对指定化合物进行定性分析,确定分子量和化学式。LC-MS比较适合分析极性大的、高分子量的化合物。在分析植物多种类型代谢产物的时候,具有检测范围广、灵敏度高、分辨率高等特点。

LC-MS/MS的非靶代谢组学技术,可以尽可能的检测出植物样本中的小分子代谢产物。包括初级代谢产物糖类、氨基酸、核苷酸等,次级代谢产物如生物碱、黄酮类、酚类、植物色素、有机酸等。
2.GC-MS
GC-MS结合了气相色谱的高分离能力,以及质谱检测器的鉴定功能。样品在气相色谱中经过分离,化合物分子进入质谱仪,根据质荷比进行分析。根据质谱信息,可以确定代谢产物的化学式,实现定性分析。适合于分析复杂样品中低含量的小分子代谢产物,灵敏度高,检测效率高。

GC-MS可以测定植物的多种代谢产物,包括氨基酸、糖类、有机酸等。
3.CE-MS
CE-MS结合了毛细管电泳的高分离效率和质谱的高灵敏度。样品在毛细管中通过电场驱动进行分离,然后进入质谱仪进行质量分析。适合分析离子型化合物和生物大分子,分离效率高,分析速度快。
CE-MS技术具有高灵敏度、高分析效率、低样品损耗等优点。CE-MS技术在代谢组学中的应用非常广泛,可以覆盖到糖酵解途径、磷酸戊糖途径、三羧酸循环、鸟氨酸循环、氨基酸代谢途径、嘌呤代谢及其嘧啶代谢。