食品品质研究

Food-Quality Metabolomics

食品品质研究解决方案
食品品质研究解决方案

食品品质研究

食品品质的研究是食品科学领域的重要研究内容。食品品质研究包括品质鉴定、品质改良、食品加工、食品储存等多个方面。食品品质的研究在很大程度上取决于检测的手段和方法,直接影响检测结果的可靠性、稳定性和准确性。

代谢组学在食品品质研究中的应用

代谢组学是对生物样本的代谢物进行定性定量分析,探究代谢物生物样本相对应的关系。包括液相色谱 - 质谱 (LC-MS)、气相色谱 - 质谱(GC-MS)、核磁共振 (NMR)等技术。在食品品质研究领域,采用代谢组学的方法来分析其作用机制,可以直接获取所检测代谢物的绝对或相对含量,将物质含量与食品的判定标准进行关联;探究食品发酵过程中的代谢物与关键时间节点的对应关系;食品风味物质的确定等。

应用方向与解决方案

代谢组学技术

● 代谢物全鉴定

非靶向代谢组学:对一个生物体系所有小分子代谢物质的定性定量分析,是一种无偏向的代谢组学分析方式,检测方法主要包括 GC-MS、LC-MS。

基于固相微萃取技术的非靶向代谢组学:基于采用涂有固定相的熔融石英纤维来吸附、富集样品中的待测物质,与 GC-MS联用,适用于气体、挥发性 / 半挥发性物质的检测。

全局精准非靶向代谢组学:第二代非靶向代谢组学,相比普通的非靶向代谢组学,在检测物质含量的精准度、准确性上,实现巨大提升。


● 特定类别代谢物检测——靶向代谢组学

糖类、有机酸、单宁类、黄酮、维生素、脂肪酸、氨基酸、花生四烯酸、...

食品品质研究案例
项目经验


案例分析

番茄育种中果实代谢组的重组

Rewiring of the Fruit Metabolome in Tomato Breeding

期刊:Cell     影响因子:38.637
发表时间:2018年     发表单位:中国科学院

研究背景

人类严重依赖于数十种驯化的植物物种,这些物种通过集约化育种得到了进一步的改良。

研究设计

为了评估育种如何改变番茄果实代谢组,我们生成并分析了一个包含数百个番茄基因型的基因组、转录本和代谢物的数据集。

研究结果

全球育种是如何改变水果代谢物含量的。选择与较大水果相关的基因的等位基因改变了代谢谱,这是与邻近基因连锁的结果。5 个主要位点的选择减少了成熟果实中抗营养甾体糖生物碱的积累,提高了果实的可食性。粉红番茄的选育提高了 100 多种代谢物的含量。野生近缘抗病基因的导入也导致了重大的、未知的代谢变化。

图 1 番茄育种的多组学观点

图 2 维生素 B12 影响的代谢产物和途径

多组数据的生成和集成

(A) 研究的布局

(B) mGWAS 和 eQTL 的基因组分布的eqtl 包括 cis - eqtl 和跨 eqtl 。梅塔博 lite 分为八类,用不同的颜色和标签标记 (d-k)

(C) 基于代谢物、基因和 snp 之间相关性的网络。代谢物以大点的颜色显示,如图 1B 所示。每个共同表达模块的基因以带有明显颜色的反向箭头显示。mGWAS 或 eQTL 的显著 snp 显示为小红点。

结论

这项研究揭示了番茄代谢育种历史的多组学观点,并为代谢组辅助育种和植物生物学提供了见解。

参考文献

Zhu Guangtao,Wang Shouchuang,Huang Zejun et al. Rewiring of the Fruit Metabolome in Tomato Breeding.[J] .Cell, 2018, 172: 249-261.e12