विभिन्न पौधा रक्षा सिद्धांत पौधा विशेष चयापचय के पैटर्न के व्याख्या करै लेली महत्वपूर्ण सैद्धांतिक मार्गदर्शन प्रदान करै छै, लेकिन ओकरऽ प्रमुख भविष्यवाणी के परीक्षण करना बाकी छै । यहाँ, हमन॑ अलग-अलग पौधा स॑ आबादी आरू निकट संबंधित प्रजाति तलक तंबाकू क्षीण उपभेदऽ के मेटाबोलोम के व्यवस्थित रूप स॑ खोज करै लेली निष्पक्ष टैंडम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस/एमएस) विश्लेषण के प्रयोग करलकै, आरू जानकारी म॑ यौगिक स्पेक्ट्रा के आधार प॑ मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक विशेषता सिद्धांतऽ के एगो बड़ऽ संख्या क॑ संसाधित करलकै । इष्टतम रक्षा (ओडी) आ चलैत लक्ष्य (एमटी) सिद्धांतक कें प्रमुख भविष्यवाणीक कें परीक्षण करय कें लेल रूपरेखा. पौधा मेटाबोलोमिक्स के सूचना घटक ओडी सिद्धांत के अनुरूप छै, लेकिन शाकाहारी जीव के कारण मेटाबोलोमिक्स गतिशीलता पर एमटी सिद्धांत के मुख्य भविष्यवाणी के विरोध करै छै. सूक्ष्म स॑ ल॑ क॑ मैक्रो विकासवादी पैमाना तलक जैस्मोनेट संकेत क॑ ओडी केरऽ मुख्य निर्धारक के रूप म॑ पहचानलऽ गेलऽ छेलै, जबकि एथिलीन संकेत न॑ एमएस/एमएस आणविक नेटवर्क द्वारा एनोटेटेड शाकाहारी-विशिष्ट प्रतिक्रिया केरऽ फाइन-ट्यूनिंग प्रदान करलकै ।
विविध संरचना वाला विशेष मेटाबोलाइट्स पौधाक कें पर्यावरण कें अनुकूलन मे मुख्य भागीदार छै, खासकर दुश्मनक कें रक्षा मे (1) । पौधा म॑ मिलै वाला विशेष चयापचय केरऽ अद्भुत विविधीकरण न॑ एकरऽ पारिस्थितिकी कार्य केरऽ अनेक पहलू प॑ दशकऽ स॑ गहन शोध क॑ उत्तेजित करलकै, आरू पौधा केरऽ रक्षा सिद्धांतऽ के एगो लम्बा सूची बनैलकै, जे पौधा-कीटऽ के अंतःक्रिया के विकासवादी आरू पारिस्थितिक विकास छै । अनुभवजन्य शोध महत्वपूर्ण मार्गदर्शन प्रदान करैत अछि (2)। लेकिन, ई पौधा रक्षा सिद्धांतऽ न॑ काल्पनिक निगमनात्मक तर्क केरऽ मानक मार्ग के पालन नै करलकै, जेकरा म॑ प्रमुख भविष्यवाणी विश्लेषण केरऽ एक ही स्तर प॑ छेलै (3) आरू सैद्धांतिक विकास केरऽ अगला चक्र क॑ आगू बढ़ाबै लेली प्रयोगात्मक रूप स॑ परीक्षण करलऽ गेलऽ छेलै (4) । तकनीकी सीमाक विशिष्ट चयापचय श्रेणीक कें लेल आंकड़ा संग्रहण कें सीमित करय छै आ विशेष चयापचय पदार्थक कें व्यापक विश्लेषण कें बाहर करय छै, जेकरा सं अंतर-श्रेणी तुलना कें रोकल जा सकय छै जे सैद्धांतिक विकास कें लेल आवश्यक छै (5) । व्यापक मेटाबोलोमिक्स डाटा आरू अलग-अलग पौधा समूहऽ के बीच मेटाबोलिक स्पेस केरऽ प्रोसेसिंग वर्कफ़्लो के तुलना करै लेली एगो आम मुद्रा के कमी क्षेत्र केरऽ वैज्ञानिक परिपक्वता म॑ बाधा पहुँचै छै ।
टैंडम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस/एमएस) मेटाबोलोमिक्स के क्षेत्र म॑ नवीनतम विकास कोनों देलऽ गेलऽ सिस्टम क्लेड केरऽ प्रजाति के भीतर आरू बीच चयापचय परिवर्तन के व्यापक विशेषता बताय सकै छै, आरू एकरा कम्प्यूटेशनल विधियऽ के साथ मिला क॑ ई जटिल मिश्रणऽ के बीच संरचनात्मक समानता के गणना करलऽ जाब॑ सकै छै । रसायन विज्ञान के पूर्व ज्ञान (5)। विश्लेषण आरू कंप्यूटिंग म॑ उन्नत तकनीकऽ के संयोजन चयापचय विविधता के पारिस्थितिकी आरू विकासवादी सिद्धांतऽ द्वारा करलऽ गेलऽ बहुत सारा भविष्यवाणी के दीर्घकालिक परीक्षण लेली एगो आवश्यक रूपरेखा प्रदान करै छै । शैनन (6) न॑ 1948 म॑ अपनऽ मौलिक लेख म॑ पहलऽ बार सूचना सिद्धांत के परिचय देलकै, जेकरा स॑ सूचना के गणितीय विश्लेषण के नींव पड़लै, जेकरऽ उपयोग एकरऽ मूल अनुप्रयोग के अलावा बहुत क्षेत्रऽ म॑ करलऽ गेलऽ छै । जीनोमिक्स म॑ अनुक्रम रूढ़िवादी जानकारी क॑ मात्राबद्ध करै लेली सूचना सिद्धांत क॑ सफलतापूर्वक लागू करलऽ गेलऽ छै (7) । ट्रांसक्रिप्टोमिक्स शोध म॑ सूचना सिद्धांत ट्रांसक्रिप्टोम म॑ समग्र परिवर्तन के विश्लेषण करै छै (8) । पिछला शोध म॑, हमन॑ पौधा म॑ ऊतक स्तर केरऽ चयापचय विशेषज्ञता के वर्णन करै लेली मेटाबोलोमिक्स प॑ सूचना सिद्धांत केरऽ सांख्यिकीय ढाँचा क॑ लागू करलकै (9) । यहाँ, हम एमएस/एमएस आधारित कार्यप्रवाह क॑ सूचना सिद्धांत केरऽ सांख्यिकीय ढाँचा के साथ जोड़ै छै, जेकरऽ विशेषता छै कि आम मुद्रा म॑ चयापचय विविधता छै, ताकि शाकाहारी जीवऽ द्वारा प्रेरित मेटाबोलोम केरऽ पौधा रक्षा सिद्धांत केरऽ प्रमुख भविष्यवाणी के तुलना करलऽ जाय सक॑ ।
पौधाक कें रक्षा कें सैद्धांतिक रूपरेखा आमतौर पर आपसी समावेशी होयत छै आ दू श्रेणी मे बांटल जा सकय छै: जे रक्षा कार्यक कें आधार पर पौधा-विशिष्ट चयापचय पदार्थक कें वितरण कें व्याख्या करय कें कोशिश करय छै, जेना कि इष्टतम रक्षा (ओडी) (10), चलैत लक्ष्य (एमटी) (11) ) आ रूप (12) सिद्धांत, जखन कि अन्य संसाधनक कें उपलब्धता मे बदलाव पौधाक मे बदलाव कें कोना प्रभावित करय छै, एकर यांत्रिक व्याख्या कें तलाश करय छै विकास आरू विशेष चयापचय पदार्थ केरऽ संचय, जेना कि कार्बन: पोषक तत्व संतुलन परिकल्पना (13), विकास दर परिकल्पना (14 ), आरू विकास आरू भेदभाव संतुलन परिकल्पना (15) । सिद्धांतक दुनू सेट विश्लेषणक अलग-अलग स्तर पर अछि (4) । लेकिन, कार्यात्मक स्तर पर रक्षात्मक कार्य स॑ जुड़लऽ दू सिद्धांत पौधा के संरचनात्मक आरू प्रेरक रक्षा के बारे म॑ बातचीत प॑ हावी छै: ओडी सिद्धांत, जे ई मान॑ छै कि पौधा अपनऽ महंगा रासायनिक रक्षा म॑ निवेश तखनी करै छै जब॑ ओकरा जरूरत होय छै, उदाहरण लेली, जब॑ ओकरा निगललऽ जाय छै जब॑ घास के जानवर हमला करै छै, अतः, भविष्य म॑ हमला के संभावना के अनुसार, रक्षात्मक कार्य वाला यौगिक क॑ नियुक्त करलऽ जाय छै (10); एमटी परिकल्पना प्रस्तावित करै छै कि दिशात्मक चयापचय परिवर्तन केरऽ कोनो अक्ष नै छै, लेकिन चयापचय यादृच्छिक रूप स॑ बदलै छै, जेकरा स॑ संभावना पैदा होय छै कि शाकाहारी जानवरऽ प॑ हमला करै के चयापचय “गति लक्ष्य” म॑ बाधा पहुँचै छै । दोसरऽ शब्दऽ म॑, ई दूनू सिद्धांत शाकाहारी जानवरऽ के हमला के बाद घटित चयापचय पुनर्निर्माण के बारे म॑ विपरीत भविष्यवाणी करै छै: रक्षात्मक कार्य (ओडी) के साथ चयापचय पदार्थऽ के एकदिशात्मक संचय आरू गैर-निर्देशित चयापचय परिवर्तन (एमटी) के बीच संबंध (11) ।
ओडी आरू एमटी परिकल्पना म॑ न सिर्फ मेटाबोलोम म॑ प्रेरित परिवर्तन शामिल छै, बल्कि ई मेटाबोलाइट्स केरऽ संचय केरऽ पारिस्थितिकी आरू विकासात्मक परिणाम भी शामिल छै, जेना कि एक विशिष्ट पारिस्थितिकी वातावरण म॑ ई चयापचय परिवर्तन केरऽ अनुकूली लागत आरू लाभ (16) । यद्यपि दूनू परिकल्पना विशेष चयापचय पदार्थ केरऽ रक्षात्मक कार्य क॑ पहचानै छै, जे महंगा होय सकै छै या नै होय सकै छै, लेकिन ओडी आरू एमटी परिकल्पना म॑ अंतर करै वाला प्रमुख भविष्यवाणी प्रेरित चयापचय परिवर्तन केरऽ दिशात्मकता म॑ निहित छै । ओडी सिद्धांत के भविष्यवाणी पर एखन धरि सबस बेसी प्रयोगात्मक ध्यान देल गेल अछि । ई परीक्षणऽ म॑ ग्रीनहाउस आरू प्राकृतिक परिस्थिति म॑ विशिष्ट यौगिकऽ के विभिन्न ऊतकऽ के प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रक्षा कार्य के अध्ययन के साथ-साथ पौधा के विकास के चरण म॑ बदलाव भी शामिल छै (17-19) । लेकिन, अभी तलक कोनो भी जीव केरऽ चयापचय विविधता केरऽ वैश्विक व्यापक विश्लेषण लेली कार्यप्रवाह आरू सांख्यिकीय रूपरेखा के कमी के कारण, दूनू सिद्धांतऽ के बीच मुख्य अंतर के भविष्यवाणी (अर्थात चयापचय परिवर्तन के दिशा) के परीक्षण करना बाकी छै । एतय, हम एहन विश्लेषण प्रदान करैत छी।
पौधा-विशिष्ट मेटाबोलाइट्स केरऽ एगो सबसें महत्वपूर्ण विशेषता एकल पौधा, आबादी स॑ ल॑ क॑ समान प्रजाति तलक के सब स्तर प॑ ओकरऽ चरम संरचनात्मक विविधता छै (20) । विशेष मेटाबोलाइट्स म॑ बहुत सारा मात्रात्मक परिवर्तन जनसंख्या पैमाना प॑ देखलऽ जाब॑ सकै छै, जबकि मजबूत गुणात्मक अंतर आमतौर प॑ प्रजाति स्तर प॑ कायम रहै छै ( 20 ). अतः, पौधा चयापचय विविधता कार्यात्मक विविधता के मुख्य पहलू छै, जे विभिन्न आला के अनुकूलन क्षमता क॑ दर्शाबै छै, खास करी क॑ वू आला जेकरा म॑ विशेष कीड़ा आरू आम शाकाहारी (21) द्वारा अलग-अलग आक्रमण के संभावना छै । फ्रेंकेल (22) केरऽ पौधा-विशिष्ट चयापचय पदार्थऽ के अस्तित्व के कारणऽ प॑ अभूतपूर्व लेख के बाद स॑ ही विभिन्न कीड़ा-मकोड़ा के साथ बातचीत क॑ महत्वपूर्ण चयन दबाव मानलऽ जाय रहलऽ छै, आरू ई मानलऽ जाय छै कि ई अंतःक्रिया न॑ विकास के दौरान पौधा क॑ आकार देलकै । चयापचय मार्ग (23)। विशेष चयापचय पदार्थ के विविधता म॑ अंतरप्रजाति के अंतर शाकाहारी रणनीति के खिलाफ संरचनात्मक आरू प्रेरक पौधा रक्षा स॑ जुड़लऽ शारीरिक संतुलन क॑ भी दर्शाबै सकै छै, कैन्हेंकि दूनू प्रजाति अक्सर एक-दूसरा स॑ नकारात्मक रूप स॑ सहसंबंधित होय छै (24) । यद्यपि हर समय एकटा नीक रक्षा बनाक रखनाय फायदेमंद भ सकय छै, रक्षा सं जुड़ल समय पर चयापचय परिवर्तन सं पौधाक कें अन्य शारीरिक निवेशक कें लेल मूल्यवान संसाधनक कें आवंटन करय कें अनुमति देवय मे स्पष्ट लाभ भेटय छै (19, 24), आ सहजीवन कें आवश्यकता सं बचय छै. संपार्श्विक क्षति (25)। एकरऽ अलावा, कीट शाकाहारी के कारण विशेष चयापचय पदार्थऽ के ई पुनर्गठन आबादी म॑ विनाशकारी वितरण के कारण बनी सकै छै (26), आरू जैस्मोनिक एसिड (जेए) संकेत म॑ पर्याप्त प्राकृतिक परिवर्तन के सीधा रीडिंग क॑ प्रतिबिंबित करी सकै छै, जे आबादी म॑ बनाए रखलऽ जाब॑ सकै छै । उच्च आरू निम्न जेए संकेत शाकाहारी जानवरऽ के खिलाफ रक्षा आरू विशिष्ट प्रजाति के साथ प्रतिस्पर्धा के बीच ट्रेड-ऑफ छै (27) । एकरऽ अलावा, विशेष चयापचय जैव संश्लेषण मार्ग विकास के दौरान तेजी स॑ नुकसान आरू परिवर्तन स॑ गुजरै छै, जेकरऽ परिणामस्वरूप निकट संबंधित प्रजाति के बीच पैची चयापचय वितरण होतै ( 28 ). ई बहुरूपता बदलतऽ शाकाहारी पैटर्न (29) के प्रतिक्रिया म॑ तेजी स॑ स्थापित करलऽ जाब॑ सकै छै, जेकरऽ मतलब छै कि शाकाहारी समुदायऽ के उतार-चढ़ाव चयापचय विषमता क॑ चलाबै वाला एगो प्रमुख कारक छै ।
एतय हम विशेष रूप स निम्नलिखित समस्या क समाधान केलहुं। (I) शाकाहारी कीड़ा पौधाक मेटाबोलोम कें कोना पुनर्विन्यास करयत छै? (Ii) चयापचय प्लास्टिसिटी कें मुख्य सूचना घटक की छै जे दीर्घकालिक रक्षा सिद्धांत कें भविष्यवाणी कें परीक्षण कें लेल मात्रा निर्धारित कैल जा सकय छै? (Iii) हमलावर कें लेल विशिष्ट तरीका सं पौधा मेटाबोलोम कें पुनर्प्रोग्राम करनाय या नहि, यदि छै, त पौधाक कें हार्मोन एकटा विशिष्ट चयापचय प्रतिक्रिया कें अनुरूप बनावा मे की भूमिका निभायत छै, आ कोन मेटाबोलाइट्स रक्षा कें प्रजाति विशिष्टता मे योगदान करयत छै? (Iv) चूँकि बहुत रास रक्षा सिद्धांतऽ द्वारा करलऽ गेलऽ भविष्यवाणी क॑ जैविक ऊतकऽ के सब स्तरऽ म॑ विस्तारित करलऽ जाब॑ सकै छै, हम्मं॑ पूछलकै कि आंतरिक तुलना स॑ अंतरप्रजाति तुलना तलक के कारण चयापचय प्रतिक्रिया कतेक सुसंगत छै ? एकरा लेली हमनें व्यवस्थित रूप स॑ तंबाकू निकोटीन केरऽ पत्ता मेटाबोलोम के अध्ययन करल॑ छै, जे समृद्ध विशेष चयापचय वाला पारिस्थितिकी मॉडल पौधा छै, आरू दू देशी शाकाहारी जीव, लेपिडोप्टेरा डातुरा (Ms) ( बहुत आक्रामक, मुख्य रूप स॑ खालऽ जाय वाला) के लार्वा के खिलाफ प्रभावी छै Solanaceae आरू Spodoptera littoralis (Sl) प॑, कपास के पत्ता के कीड़ा एक तरह के छै “जीनस”, सोलेनेसी कें मेजबान पौधाक आ अन्य जीनस आ परिवारक कें अन्य मेजबानक कें साथ पौधाक कें भोजन. हमनें एमएस/एमएस मेटाबोलोमिक्स स्पेक्ट्रम क॑ पार्स करलकै आरू ओडी आरू एमटी सिद्धांतऽ के तुलना करै लेली सूचना सिद्धांत सांख्यिकीय वर्णनकर्ता निकाललकै । प्रमुख मेटाबोलाइट्स कें पहचान कें उजागर करय कें लेल विशिष्टता नक्शा बनावा. विश्लेषण क॑ एन.नासी आरू निकट संबंधित तंबाकू प्रजाति केरऽ देशी आबादी तलक बढ़ालऽ गेलऽ छेलै ताकि पौधा हार्मोन संकेत आरू ओडी प्रेरण के बीच सहचक्र के आरू विश्लेषण करलऽ जाय सक॑ ।
शाकाहारी तंबाकू केरऽ पत्ता मेटाबोलोम केरऽ प्लास्टिसिटी आरू संरचना के बारे म॑ एक समग्र नक्शा कैप्चर करै के क्रम म॑, हमन॑ पौधा अर्क ( 9) स॑ उच्च रिजोल्यूशन डेटा स्वतंत्र एमएस / एमएस स्पेक्ट्रा स॑ व्यापक रूप स॑ एकत्रित आरू डिकॉन्वोल्यूट करै लेली एक पूर्व विकसित विश्लेषण आरू गणना कार्यप्रवाह के उपयोग करलकै । ई अविभेदित विधि (जेकरा एमएस/एमएस कहलऽ जाय छै) गैर-अनावश्यक यौगिक स्पेक्ट्रा के निर्माण करी सकै छै, जेकरऽ उपयोग तखन॑ यहाँ वर्णित सब यौगिक-स्तरीय विश्लेषण लेली करलऽ जाब॑ सकै छै । ई डिकॉन्वोल्यूटेड पौधा मेटाबोलाइट्स विभिन्न प्रकार के होय छै, जेकरा म॑ सैकड़ों स॑ हजारों मेटाबोलाइट्स (एतय लगभग 500-1000-s/MS/MS) होय छै । यहाँ, हम सूचना सिद्धांत के ढाँचा म॑ चयापचय प्लास्टिसिटी प॑ विचार करै छियै, आरू चयापचय आवृत्ति वितरण केरऽ शैनन एन्ट्रोपी के आधार प॑ मेटाबोलोम केरऽ विविधता आरू पेशेवरता क॑ मात्राबद्ध करै छियै । पहिने लागू सूत्र (8) के उपयोग स॑, हमन॑ संकेतकऽ के एक सेट के गणना करलकै जेकरऽ उपयोग मेटाबोलोम विविधता (Hj सूचक), चयापचय प्रोफाइल विशेषज्ञता (δj सूचक) आरू एकल चयापचय पदार्थ (Si सूचक) के चयापचय विशिष्टता क॑ मात्राबद्ध करै लेली करलऽ जाब॑ सकै छै । एकरऽ अलावा, हमन॑ शाकाहारी (चित्र 1 ए) (30) केरऽ मेटाबोलोम प्रेरकता क॑ मात्राबद्ध करै लेली सापेक्षिक दूरी प्लास्टिसिटी इंडेक्स (आरडीपीआई) क॑ लागू करलकै । ई सांख्यिकीय ढाँचा के भीतर, हम एमएस/एमएस स्पेक्ट्रम क॑ बुनियादी सूचना इकाई के रूप म॑ मानत॑ छियै, आरू एमएस/एमएस केरऽ सापेक्षिक प्रचुरता क॑ आवृत्ति वितरण मानचित्र म॑ संसाधित करै छियै, आरू ओकरा बाद ओकरा स॑ मेटाबोलोम विविधता के अनुमान लगाबै लेली शैनन एन्ट्रोपी के उपयोग करै छियै । मेटाबोलोम विशेषज्ञता क॑ एकल एमएस/एमएस स्पेक्ट्रम केरऽ औसत विशिष्टता स॑ मापलऽ जाय छै । अतः शाकाहारी प्रेरण के बाद कुछ एमएस/एमएस वर्ग के प्रचुरता म॑ वृद्धि स्पेक्ट्रल प्रेरकता, आरडीपीआई आरू विशेषज्ञता म॑ बदली जाय छै, यानी δj सूचकांक म॑ वृद्धि, कैन्हेंकि अधिक विशेष मेटाबोलाइट्स के उत्पादन होय ​​छै आरू उच्च Si सूचकांक के उत्पादन होय ​​छै । एचजे विविधता सूचकांक केरऽ कम होय स॑ ई दर्शाबै छै कि या त॑ उत्पन्न एमएस/एमएस केरऽ संख्या कम होय जाय छै, या प्रोफाइल आवृत्ति वितरण कम एकरूप दिशा म॑ बदलै छै, जबकि एकरऽ समग्र अनिश्चितता म॑ कमी ​​आबै छै । Si सूचकांक गणना के माध्यम स॑ ई उजागर करना संभव छै कि कुछ शाकाहारी जीवऽ द्वारा कोन एमएस/एमएस प्रेरित होय छै, एकरऽ विपरीत, कोन एमएस/एमएस प्रेरण के प्रतिक्रिया नै दै छै, जे एमटी आरू ओडी भविष्यवाणी म॑ अंतर करै लेली एगो प्रमुख सूचक छै ।
(A) शाकाहारी (H1 स॑ Hx) एमएस/एमएस डाटा-प्रेरकता (RDPI), विविधता (Hj सूचकांक), विशेषज्ञता (δj सूचकांक) आरू मेटाबोलाइट विशिष्टता (Si सूचकांक) के लेलऽ प्रयोग करलऽ जाय वाला सांख्यिकीय वर्णनकर्ता । विशेषज्ञता कें डिग्री (δj) मे वृद्धि संकेत करय छै कि, औसतन, अधिक शाकाहारी विशिष्ट चयापचय पदार्थक कें उत्पादन होयत, जखन कि विविधता मे कमी (Hj) मेटाबोलाइट्स कें उत्पादन मे कमी या वितरण नक्शा मे चयापचय पदार्थक कें असमान वितरण कें संकेत करय छै . Si मान आकलन करय छै कि मेटाबोलाइट कोनों देल गेल स्थिति (एतय, शाकाहारी) कें लेल विशिष्ट छै या एकर विपरीत एकहि स्तर पर बनाएल गेल छै. (B) सूचना सिद्धांत अक्ष के प्रयोग से रक्षा सिद्धांत भविष्यवाणी का अवधारणागत आरेख | ओडी सिद्धांत के भविष्यवाणी छै कि शाकाहारी हमला स॑ रक्षा मेटाबोलाइट्स बढ़तै, जेकरा स॑ δj बढ़तै । एकरऽ साथ ही, Hj कम होय जाय छै, कैन्हेंकि प्रोफाइल चयापचय संबंधी जानकारी केरऽ कम अनिश्चितता के तरफ पुनर्गठित होय जाय छै । एमटी सिद्धांत के भविष्यवाणी छै कि शाकाहारी जानवरऽ के हमला स॑ मेटाबोलोम म॑ गैर-दिशात्मक परिवर्तन होतै, जेकरा स॑ चयापचय संबंधी सूचना अनिश्चितता म॑ वृद्धि के सूचक के रूप म॑ Hj बढ़ी जैतै आरू Si केरऽ यादृच्छिक वितरण के कारण बनतै । हमनें एक मिश्रित मॉडल, सर्वश्रेष्ठ एमटी भी प्रस्तावित करलकै, जेकरा म॑ उच्च रक्षात्मक मान वाला कुछ मेटाबोलाइट्स विशेष रूप स॑ बढ़ी जैतै (उच्च Si मान), जबकि कुछ यादृच्छिक प्रतिक्रिया (कम Si मान) प्रदर्शित करै छै ।
सूचना सिद्धांत वर्णक कें उपयोग करयत, हम ओडी सिद्धांत कें व्याख्या करय कें लेल भविष्यवाणी करय छै कि एक अप्रेरित संरचनात्मक अवस्था मे शाकाहारी-प्रेरित विशेष चयापचय परिवर्तन कें कारण (i) चयापचय विशिष्टता (Si सूचकांक) मे वृद्धि होयत जे मेटाबोनोमिक विशिष्टता (δj सूचकांक) कें बढ़नाय) उच्च रक्षा मूल्य वाला कुछ विशेष चयापचय समूहक कें वृद्धि, आ (ii) मेटाबोलोम विविधता (Hj) सूचकांक मे कमी चयापचय आवृत्ति वितरण के अधिक लेप्टिन शरीर वितरण में परिवर्तन के कारण | एकल मेटाबोलाइट के स्तर पर, एक क्रमबद्ध Si वितरण अपेक्षित छै, जहाँ मेटाबोलाइट अपनऽ रक्षा मान के अनुसार Si मान बढ़ाबै छै (चित्र 1B) । इस लाइन के साथ, हम एमटी सिद्धांत क॑ ई भविष्यवाणी करै लेली समझै छै कि उत्तेजना स॑ (i) मेटाबोलाइट्स म॑ गैर-दिशात्मक परिवर्तन के परिणामस्वरूप δj सूचकांक म॑ कमी ​​आबै वाला छै, आरू (ii) चयापचय अनिश्चितता म॑ वृद्धि के कारण Hj सूचकांक म॑ वृद्धि होतै । या यादृच्छिकता, जेकरा शैनन एन्ट्रोपी द्वारा सामान्यीकृत विविधता के रूप में मात्राबद्ध करलऽ जाब॑ सकै छै । रहल बात चयापचय संरचना के त एमटी सिद्धांत Si के यादृच्छिक वितरण के भविष्यवाणी करत। ई ध्यान म॑ रखतें हुअ॑ कि कुछ मेटाबोलाइट्स विशिष्ट परिस्थिति म॑ विशिष्ट परिस्थिति म॑ छै, आरू अन्य परिस्थिति विशिष्ट परिस्थिति म॑ नै छै, आरू ओकरऽ रक्षा मूल्य पर्यावरण प॑ निर्भर करै छै, हमन॑ एक मिश्रित रक्षा मॉडल भी प्रस्तावित करलकै, जेकरा म॑ δj आरू Hj सब दिशा म॑ Si Increase के साथ दू म॑ वितरित छै, केवल कुछ मेटाबोलाइट समूह, जेकरऽ रक्षा मूल्य अधिक छै, विशेष रूप स॑ Si म॑ वृद्धि करतै, जबकि कुछ म॑ यादृच्छिक होय जैतै वितरण (चित्र 1 बी)।
सूचना सिद्धांत वर्णनकर्ता के अक्ष पर पुनर्परिभाषित रक्षा सिद्धांत भविष्यवाणी के परीक्षण के क्रम में हमने नेपेनथेस पैलेन्स के पात पर विशेषज्ञ (Ms) या सामान्यवादी (Sl) शाकाहारी लार्वा के पालन-पोषण करलकै (चित्र 2A) । एमएस/एमएस विश्लेषण कें उपयोग करयत, हम कैटरपिलर खिला कें बाद एकत्रित पत्ता ऊतक कें मेथनॉल अर्क सं 599 गैर-अनावश्यक एमएस/एमएस स्पेक्ट्रा (डेटा फाइल एस 1) प्राप्त करलकय. एमएस/एमएस विन्यास फाइल मे सूचना सामग्री कें पुनर्विन्यास कें कल्पना करय कें लेल आरडीपीआई, एचजे, आ δj अनुक्रमणिका कें उपयोग सं रोचक पैटर्न कें पता चलय छै (चित्र 2 बी) । समग्र प्रवृत्ति इ छै कि, जैना कि सूचना वर्णनकर्ता द्वारा वर्णित छै, जेना-जेना कैटरपिलर पात खायत रहय छै, समय कें साथ सब चयापचय पुनर्गठन कें डिग्री बढ़यत जायत छै: शाकाहारी कें खाएय कें 72 घंटा बाद, आरडीपीआई काफी बढ़यत छै. अक्षतिग्रस्त नियंत्रण के तुलना म॑ Hj म॑ काफी कमी आबी गेलऽ छेलै, जेकरऽ कारण छेलै चयापचय प्रोफाइल केरऽ विशेषज्ञता केरऽ बढ़लऽ डिग्री, जेकरा δj सूचकांक द्वारा मात्राबद्ध करलऽ गेलऽ छेलै । ई स्पष्ट प्रवृत्ति ओडी सिद्धांत केरऽ भविष्यवाणी के अनुरूप छै, लेकिन एमटी सिद्धांत केरऽ मुख्य भविष्यवाणी स॑ असंगत छै, जेकरऽ मानना ​​छै कि मेटाबोलाइट केरऽ स्तर म॑ यादृच्छिक (गैर-दिशात्मक) परिवर्तन के उपयोग रक्षात्मक छलावरण के रूप म॑ करलऽ जाय छै (चित्र १ बी) । यद्यपि इ दूनू शाकाहारी जीवक कें मौखिक स्राव (ओएस) एलिसिटर सामग्री आ भोजन व्यवहार अलग-अलग छै, मुदा ओकर प्रत्यक्ष भोजन कें परिणामस्वरूप 24 घंटा आ 72 घंटा कें फसल कें अवधि मे Hj आ δj कें दिशा मे समान परिवर्तन भेलै. एकमात्र अंतर आरडीपीआई के 72 घंटा मे भेल। Ms खिला सं पैदा भेल चयापचय कें तुलना मे एसएल खिला सं उत्पन्न समग्र चयापचय बेसि छल.
(क) प्रयोगात्मक डिजाइन: आम सुअर (एस 1) या विशेषज्ञ (एमएस) शाकाहारी जानवरक कें घड़ा पौधाक कें विलवणित पात सं खिलाएल जायत छै, जखन कि नकली शाकाहारी कें लेल, मानकीकृत पात कें स्थिति घाव कें पंचर कें संभाल कें लेल एमएस (डब्ल्यू + ओएसएम) कें ओएस कें उपयोग कैल जायत छै. S1 (W + OSSl) लार्वा या पानी (W + W)। नियंत्रण (C) एकटा अक्षतिग्रस्त पात अछि । (B) विशेष मेटाबोलाइट मैप (599 एमएस/एमएस; डाटा फाइल S1) कें लेल गणना कैल गेलय प्रेरकता (नियंत्रण चार्ट कें साथ तुलना मे आरडीपीआई), विविधता (Hj सूचकांक) आ विशेषज्ञता (δj सूचकांक) सूचकांक. तारा चिन्ह प्रत्यक्ष शाकाहारी खिला आ नियंत्रण समूह (युग्मित टी-परीक्षण कें साथ छात्रक कें टी-परीक्षण, *पी <0.05 आ ***पी <0.001) कें बीच महत्वपूर्ण अंतर कें संकेत करएयत छै. ns, महत्वपूर्ण नहि। (C) नकली शाकाहारी उपचार कें बाद मुख्य (नीला बॉक्स, अमीनो एसिड, कार्बनिक एसिड आ चीनी; डाटा फाइल S2) आ विशेष मेटाबोलाइट स्पेक्ट्रम (लाल बॉक्स 443 एमएस/एमएस; डाटा फाइल S1) कें समय रिजोल्यूशन सूचकांक. रंग बैंड 95% विश्वास अंतराल कें संदर्भित करयत छै. तारा चिह्न उपचार आरू नियंत्रण [विचरण के द्विघात विश्लेषण (एनोवा) के बीच महत्वपूर्ण अंतर क॑ दर्शाबै छै, जेकरऽ बाद तदर्थ बहु तुलना के लेलऽ ट्यूकी के ईमानदारी स॑ महत्वपूर्ण अंतर (एचएसडी), *पी <0.05, ** पी <0.01 आरू *** पी <0.001] । (D) स्कैटर प्लॉट आ विशेष मेटाबोलाइट प्रोफाइल (विभिन्न उपचारक कें साथ दोहराएल गेल नमूनाक) कें विशेषज्ञता.
ई पता लगाबै लेली कि मेटाबोलोम स्तर प॑ शाकाहारी-प्रेरित रिमोडलिंग व्यक्तिगत मेटाबोलाइट्स के स्तर म॑ बदलाव म॑ परिलक्षित होय छै कि नै, हमन॑ सबसें पहल॑ सिद्ध शाकाहारी प्रतिरोध वाला नेपेंथेस पैलेन्स केरऽ पातऽ म॑ अध्ययन करलऽ गेलऽ मेटाबोलाइट्स प॑ ध्यान केंद्रित करलकै । फिनोलिक एमाइड हाइड्रोक्सीसिननामाइड-पॉलियामाइन संयुग्म छै जे कीड़ा-मकोड़ा के शाकाहारी प्रक्रिया के दौरान जमा होय छै आरू कीड़ा-मकोड़ा के प्रदर्शन क॑ कम करै लेली जानलऽ जाय छै ( 32 ). हमने संबंधित एमएस/एमएस के पूर्ववर्ती खोज की और उनके संचयी गतिज वक्र (चित्र S1) प्लॉट की | आश्चर्य के बात नै छै कि फिनोल डेरिवेटिव जे सीधा तौर प॑ शाकाहारी जीवऽ के खिलाफ रक्षा म॑ शामिल नै होय छै, जेना कि क्लोरोजेनिक एसिड (CGA) आरू रुटिन, शाकाहारी के बाद डाउन-रेगुलेट होय जाय छै । एकरऽ विपरीत शाकाहारी जीव फिनोल एमाइड क॑ अत्यधिक शक्तिशाली बना सकै छै । दूनू शाकाहारी जीव केरऽ लगातार भोजन के परिणामस्वरूप फिनोलामाइड केरऽ लगभग एक ही उत्तेजना स्पेक्ट्रम मिललै, आरू ई पैटर्न विशेष रूप स॑ फिनोलामाइड केरऽ डी नोवो संश्लेषण लेली स्पष्ट छेलै । यही घटना 17-हाइड्रोक्सीजेरेनिल नोनाएनडायोल डाइटरपीन ग्लाइकोसाइड्स (17-एचजीएल-डीटीजी) मार्ग के खोज करला पर देखल जैतै, जे प्रभावी विरोधी शाकाहारी कार्य (33) के साथ बड़ी संख्या म॑ अचक्रीय डाइटरपीन पैदा करै छै, जेकरा म॑ स॑ Sl के साथ सुश्री फीडिंग न॑ एक समान अभिव्यक्ति प्रोफाइल (चित्र S1)) क॑ ट्रिगर करलकै ।
प्रत्यक्ष शाकाहारी भोजन प्रयोगक कें संभावित नुकसान शाकाहारी जानवरक कें पात कें खपत दर आ भोजन कें समय मे अंतर छै, जे घाव आ शाकाहारी जीवक कें कारण शाकाहारी-विशिष्ट प्रभाव कें समाप्त करनाय मुश्किल भ जायत छै. प्रेरित पत्ता चयापचय प्रतिक्रिया केरऽ शाकाहारी प्रजाति विशिष्टता क॑ बेहतर ढंग स॑ हल करै लेली, हमन॑ ताजा एकत्रित ओएस (ओएसएम आरू ओएसएस१) क॑ तुरंत लगातार पत्ता केरऽ स्थिति के मानक पंचर डब्ल्यू प॑ लागू करी क॑ एमएस आरू एसएल लार्वा केरऽ खिला के अनुकरण करलकै । ई प्रक्रिया क॑ डब्ल्यू + ओएस उपचार कहलऽ जाय छै, आरू ई ऊतकऽ के नुकसान के दर या मात्रा म॑ अंतर के भ्रमित करऽ वाला प्रभाव पैदा नै करी क॑ शाकाहारी द्वारा उत्पन्न प्रतिक्रिया के शुरूआत के सटीक समय निर्धारित करी क॑ प्रेरण क॑ मानकीकृत करै छै (चित्र 2A) (34) । एमएस/एमएस विश्लेषण आरू गणना पाइपलाइन के उपयोग करी क॑ हमन॑ ४४३ एमएस/एमएस स्पेक्ट्रा (डेटा फाइल एस१) प्राप्त करलकै, जे डायरेक्ट फीड प्रयोगऽ स॑ पहल॑ इकट्ठा करलऽ गेलऽ स्पेक्ट्रा स॑ ओवरलैप होय गेलऽ छेलै । ई एमएस/एमएस डाटा सेट केरऽ सूचना सिद्धांत विश्लेषण स॑ पता चललै कि शाकाहारी जीवऽ के अनुकरण करी क॑ पत्ता-विशेष मेटाबोलोम केरऽ पुनः प्रोग्रामिंग स॑ ओएस-विशिष्ट प्रेरणा देखलऽ गेलऽ छै (चित्र 2C) । विशेष रूप स॑, ओएसएस१ उपचार के तुलना म॑, ओएसएम न॑ ४ घंटा म॑ मेटाबोलोम विशेषज्ञता म॑ वृद्धि के कारण बनलै । ध्यान देबऽ के बात छै कि प्रत्यक्ष शाकाहारी खिला प्रयोगात्मक डाटा सेट के तुलना म॑ Hj आरू δj क॑ निर्देशांक के रूप म॑ उपयोग करी क॑ द्वि-आयामी अंतरिक्ष म॑ दृश्यमान चयापचय गतिकी आरू समय के साथ नकली शाकाहारी उपचार के प्रतिक्रिया म॑ मेटाबोलोम विशेषज्ञता के दिशात्मकता लगातार बढ़ी जाय छै (चित्र 2D) । एकरऽ साथ ही, हमन॑ अमीनो एसिड, कार्बनिक एसिड आरू चीनी (डेटा फाइल S2) के सामग्री के मात्रा निर्धारित करलकै ताकि ई जांच करलऽ जाय सक॑ कि की मेटाबोलोम विशेषज्ञता म॑ ई लक्षित वृद्धि नकली शाकाहारी (चित्र S2) के प्रतिक्रिया म॑ केंद्रीय कार्बन चयापचय के पुनर्विन्यास के कारण छै । ई पैटर्न क॑ बेहतर ढंग स॑ समझै लेली हमन॑ आगू चर्चा करलऽ गेलऽ फिनोलामाइड आरू १७-एचजीएल-डीटीजी मार्ग केरऽ मेटाबोलिक संचय गतिकी प॑ नजर रखलकै । शाकाहारी जानवरक कें ओएस-विशिष्ट प्रेरण फिनोलामाइड चयापचय कें भीतर एकटा विभेदक पुनर्व्यवस्था पैटर्न मे बदल जायत छै (चित्र S3) । क्यूमारिन आरू कैफीओइल अंश युक्त फिनोलिक एमाइड क॑ प्राथमिकता स॑ ओएसएस१ द्वारा प्रेरित करलऽ जाय छै, जबकि ओएसएम फेरुलिल संयुग्म केरऽ विशिष्ट प्रेरण क॑ ट्रिगर करै छै । 17-एचजीएल-डीटीजी मार्ग के लेलऽ, डाउनस्ट्रीम मैलोनाइलेशन आरू डाइमैलोनाइलेशन उत्पाद द्वारा विभेदक ओएस प्रेरण के पता चललै (चित्र S3) ।
अगिला, हम समय-कोर्स माइक्रोएरे डाटा सेट के उपयोग स॑ ओएस-प्रेरित ट्रांसक्रिप्टोम प्लास्टिसिटी के अध्ययन करलकै, जे शाकाहारी जीवऽ म॑ गुलदस्ता पौधा के पातऽ के पातऽ के उपचार लेली ओएसएम के उपयोग के अनुकरण करै छै । नमूना गतिकी मूल रूप स॑ ई मेटाबोलोमिक्स अध्ययन म॑ प्रयोग करलऽ गेलऽ गतिकी के साथ ओवरलैप होय जाय छै ( 35 ). मेटाबोलोम पुनर्विन्यास के साथ तुलना म॑ जेकरा म॑ चयापचय प्लास्टिसिटी समय के साथ विशेष रूप स॑ बढ़ी जाय छै, हम्मं॑ एमएस द्वारा प्रेरित पत्तियऽ म॑ क्षणिक प्रतिलेखन फटना देखै छियै, जहां ट्रांसक्रिप्टोम प्रेरकता (आरडीपीआई) आरू विशेषज्ञता (δj) 1 प॑ छै घंटऽ म॑ काफी वृद्धि होय गेलऽ छेलै, आरू विविधता (Hj) म॑ ई समय बिंदु प॑, बीएमपी१ के अभिव्यक्ति म॑ काफी कमी आबी गेलऽ छेलै, जेकरा बाद आराम करलऽ गेलऽ छेलै ट्रांसक्रिप्टोम विशेषज्ञता के (चित्र S4)। चयापचय जीन परिवार (जैना कि पी 450, ग्लाइकोसाइलट्रांसफरेज़, आरू बीएएचडी एसिल्ट्रांसफरेज़) प्राथमिक चयापचय स॑ प्राप्त संरचनात्मक इकाइयऽ स॑ विशेष चयापचय पदार्थ क॑ इकट्ठा करै के प्रक्रिया म॑ भाग लै छै, जे उपरोक्त प्रारंभिक उच्च-विशेषीकरण मॉडल के पालन करै छै । केस स्टडी के रूप में फिनाइलएलनिन मार्ग के विश्लेषण करलऽ गेलऽ छेलै । विश्लेषण न॑ ई बात के पुष्टि करलकै कि फिनोलामाइड चयापचय म॑ कोर जीन अनाकृष्ट पौधा के तुलना म॑ शाकाहारी जीवऽ म॑ बहुत ओएस-प्रेरित होय छै, आरू ओकरऽ अभिव्यक्ति पैटर्न म॑ निकटता स॑ संरेखित होय छै । ई मार्ग केरऽ अपस्ट्रीम म॑ ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर MYB8 आरू संरचनात्मक जीन PAL1, PAL2, C4H आरू 4CL न॑ ट्रांसक्रिप्शन केरऽ जल्दी आरंभ देखैलकै । एसिलट्रांसफरेज़ जे फिनोलामाइड केरऽ अंतिम असेंबली म॑ भूमिका निभाबै छै, जेना कि एटी१, डीएच२९, आरू सीवी८६, एक लम्बा अपरेग्यूलेशन पैटर्न प्रदर्शित करै छै (चित्र S4) । उपरोक्त अवलोकन संकेत करै छै कि ट्रांसक्रिप्टोम विशेषज्ञता केरऽ प्रारंभिक आरंभ आरू बाद म॑ मेटाबोलोमिक्स विशेषज्ञता केरऽ संवर्धन एक युग्मित मोड छै, जेकरऽ कारण समकालिक नियामक प्रणाली हो सकै छै जे एक शक्तिशाली रक्षा प्रतिक्रिया शुरू करै छै ।
पौधाक कें हार्मोन संकेत मे पुनर्विन्यास एकटा नियामक परत कें रूप मे काज करय छै जे पौधाक कें शरीर विज्ञान कें पुनः प्रोग्राम करय कें लेल शाकाहारी जानकारी कें एकीकृत करय छै. शाकाहारी अनुकरण के बाद, हमनें प्रमुख पौधा हार्मोन श्रेणी के संचयी गतिशीलता क॑ मापलकै आरू ओकरा बीच टेम्पोरल सह-अभिव्यक्ति के दृश्यमान करलकै [पियर्सन सहसंबंध गुणांक (पीसीसी)> 0.4] (चित्र 3 ए) । अपेक्षित रूप स॑ जैव संश्लेषण स॑ संबंधित पौधा हार्मोन पौधा हार्मोन सह-अभिव्यक्ति नेटवर्क के भीतर जुड़लऽ छै । एकरऽ अलावा, अलग-अलग उपचारऽ स॑ प्रेरित पौधा हार्मोन क॑ उजागर करै लेली चयापचय विशिष्टता (Si सूचकांक) क॑ ई नेटवर्क म॑ मैप करलऽ जाय छै । शाकाहारी विशिष्ट प्रतिक्रिया केरऽ दू मुख्य क्षेत्र खींचलऽ गेलऽ छै: एक जेए समूह म॑ छै, जहाँ जेए (एकरऽ जैविक रूप स॑ सक्रिय रूप जेए-आईले) आरू अन्य जेए व्युत्पन्न सबस॑ अधिक Si स्कोर दिखाबै छै; दोसर एथिलीन (ईटी) अछि। गिबेरेलिन न॑ शाकाहारी विशिष्टता म॑ केवल मध्यम वृद्धि देखैलकै, जबकि अन्य पौधा हार्मोन, जेना कि साइटोकिनिन, ऑक्सिन, आरू एब्सिसिक एसिड, शाकाहारी लेली कम प्रेरण विशिष्टता छेलै । असगर डब्ल्यू + डब्ल्यू कें उपयोग सं तुलना मे, ओएस एप्लीकेशन (डब्ल्यू + ओएस) कें माध्यम सं जेए डेरिवेटिव कें पीक वैल्यू कें प्रवर्धन कें मूल रूप सं जेए कें एकटा मजबूत विशिष्ट सूचक मे बदलल जा सकय छै. अप्रत्याशित रूप सं, अलग-अलग एलिसिटर सामग्री वाला ओएसएम आ ओएसएस1 जेए आ जेए-आईले कें समान संचय कें कारण जानल जायत छै. ओएसएस१ के विपरीत, ओएसएम ओएसएम द्वारा विशेष रूप स॑ आरू मजबूती स॑ प्रेरित होय छै, जबकि ओएसएस१ बेसल घावऽ के प्रतिक्रिया क॑ प्रवर्धित नै करै छै (चित्र ३ बी) ।
(ए) शाकाहारी-प्रेरित पौधा हार्मोन संचय गतिकी अनुकरण के पीसीसी गणना पर आधारित सह-अभिव्यक्ति नेटवर्क विश्लेषण | नोड एकल पौधा हार्मोन के प्रतिनिधित्व करै छै, आरू नोड के आकार उपचार के बीच पौधा हार्मोन के विशिष्ट Si सूचकांक के प्रतिनिधित्व करै छै. (B) विभिन्न रंगक सं संकेत कैल गेल अलग-अलग उपचारक कें कारण पात मे जेए, जेए-आईले आ ईटी कें संचय: खुबानी, डब्ल्यू + ओएसएम; नीला, डब्ल्यू + ओएसएसएल; काला, डब्ल्यू + डब्ल्यू; ग्रे, सी (नियंत्रण) . तारा चिह्न उपचार आरू नियंत्रण के बीच महत्वपूर्ण अंतर क॑ दर्शाबै छै (दो-तरफा एनोवा आरू ओकरऽ बाद ट्यूकी एचएसडी तदर्थ बहु तुलना, *** पी <0.001) । जेए जैव संश्लेषण मे (सी)697 एमएस/एमएस (डेटा फाइल एस1) कें सूचना सिद्धांत विश्लेषण आ बिगड़ल ईटी संकेत कें साथ ईटीआर1 मे बिगड़ल धारणा स्पेक्ट्रम (आईआरएओसी आ आईआरसीओआई1) आ (डी)585 एमएस/एमएस (डेटा फाइल एस1) दू सिमुलेटेड शाकाहारी उपचार सं पौधा लाइन आ खाली वाहन (ईवी) नियंत्रण पौधाक कें ट्रिगर कैल गेलय. तारा चिह्न डब्ल्यू + ओएस उपचार आरू अक्षतिग्रस्त नियंत्रण (दू-तरफा एनोवा आरू ओकरऽ बाद ट्यूकी एचएसडी तदर्थ बहु तुलना, * पी <0.05, ** पी <0.01 आरू *** पी <0.001) के बीच महत्वपूर्ण अंतर कें संकेत करय छै. (ङ) विशेषज्ञता के बिखरे विरोध के बिखरे हुए ग्राफ | रंग अलग-अलग आनुवंशिक रूप सं संशोधित उपभेदक प्रतिनिधित्व करैत अछि; प्रतीक अलग-अलग उपचार विधियक कें प्रतिनिधित्व करय छै: त्रिकोण, डब्ल्यू + OSS1; आयत, डब्ल्यू + ओएसएम; वृत्त ग
अगिला, हम जेए आरू ईटी जैव संश्लेषण (irAOC आरू irACO) आरू धारणा (irCOI1 आरू sETR1) केरऽ प्रमुख चरणऽ म॑ क्षीण नेपेंथेस (irCOI1 आरू sETR1) केरऽ आनुवंशिक रूप स॑ संशोधित तनाव के उपयोग शाकाहारी प॑ ई दूनू पौधा हार्मोन के चयापचय के विश्लेषण करै लेली करै छै पुनः प्रोग्रामिंग के सापेक्षिक योगदान । पिछला प्रयोग के अनुरूप, हमनें खाली वाहक (ईवी) पौधा (चित्र 3, सी स॑ डी) म॑ शाकाहारी-ओएस केरऽ प्रेरण आरू ओएसएम के कारण एचजे सूचकांक म॑ समग्र कमी के पुष्टि करलकै, जबकि δj सूचकांक म॑ वृद्धि होय गेलै । ओएसएस1 द्वारा ट्रिगर कैल गेल प्रतिक्रिया स बेसी प्रतिक्रिया बेसी स्पष्ट अछि । Hj आरू δj क॑ निर्देशांक के रूप म॑ प्रयोग करलऽ गेलऽ दू रेखा वाला ग्राफ विशिष्ट विनियमन (चित्र 3E) क॑ दर्शाबै छै । सब सं स्पष्ट प्रवृत्ति इ छै कि जेए संकेत कें अभाव वाला उपभेदक मे शाकाहारी जीवक कें कारण मेटाबोलोम विविधता आ विशेषज्ञता परिवर्तन लगभग पूर्ण रूप सं समाप्त भ जायत छै (चित्र 3C) । एकरऽ विपरीत, sETR1 पौधऽ म॑ मौन ईटी धारणा, हालांकि शाकाहारी चयापचय म॑ परिवर्तन प॑ समग्र प्रभाव जेए संकेत केरऽ तुलना म॑ बहुत कम छै, लेकिन ओएसएम आरू ओएसएस१ उत्तेजना के बीच Hj आरू δj सूचकांक म॑ अंतर क॑ क्षीण करी दै छै (चित्र 3D आरू चित्र S5) । . ई संकेत करै छै कि जेए सिग्नल ट्रांसडक्शन केरऽ कोर फंक्शन के अलावा, ईटी सिग्नल ट्रांसडक्शन शाकाहारी जीवऽ के प्रजाति-विशिष्ट चयापचय प्रतिक्रिया केरऽ फाइन-ट्यूनिंग के रूप म॑ भी काम करै छै । ई फाइन-ट्यूनिंग फंक्शन के अनुरूप, sETR1 पौधा म॑ समग्र मेटाबोलोम प्रेरकता म॑ कोनो बदलाव नै देखलऽ गेलै । दोसरऽ तरफ, sETR1 पौधा के तुलना म॑, irACO पौधा न॑ शाकाहारी जीवऽ के कारण चयापचय परिवर्तन के समान समग्र आयाम प्रेरित करलकै, लेकिन ओएसएम आरू ओएसएस1 चुनौती के बीच काफी अलग Hj आरू δj स्कोर देखैलकै (चित्र S5) ।
विशेष चयापचय पदार्थक कें पहचान करय कें लेल जे शाकाहारी जीवक कें प्रजाति-विशिष्ट प्रतिक्रिया मे महत्वपूर्ण योगदान करय छै आ ईटी संकेतक कें माध्यम सं ओकर उत्पादन कें फाइन ट्यून करय कें लेल, हमनें पहिने विकसित संरचनात्मक एमएस/एमएस विधि कें उपयोग करल गेलय. इ विधि एमएस/एमएस टुकड़ा [सामान्य डॉट उत्पाद (एनडीपी)] आ तटस्थ हानि (एनएल) कें आधार पर समानता स्कोर सं चयापचय परिवार कें पुनः अनुमान लगावय कें लेल द्वि-क्लस्टरिंग विधि पर निर्भर करय छै. ईटी ट्रांसजेनिक लाइनक कें विश्लेषण कें माध्यम सं निर्मित एमएस/एमएस डाटा सेट सं 585 एमएस/एमएस (डेटा फाइल एस1) पैदा भेलय, जेकरा सात मुख्य एमएस/एमएस मॉड्यूल (एम) मे समूहीकृत करय सं हल कैल गेलय (चित्र 4ए) . ई मॉड्यूलऽ म॑ स॑ कुछ पहिने स॑ विशेषता वाला विशेष मेटाबोलाइट्स स॑ घना पैक होय छै: उदाहरण लेली, एम 1, एम 2, एम 3, एम 4 आरू एम 7 विभिन्न फिनोल डेरिवेटिव (एम 1), फ्लेवोनोइड ग्लाइकोसाइड (एम 2), एसिल चीनी (एम 3 आरू एम 4), आरू 17-एचजीएल-डीटीजी (एम 7) स॑ भरपूर छै । एकरऽ अलावा, हर मॉड्यूल म॑ एकल मेटाबोलाइट्स केरऽ मेटाबोलिक विशिष्ट जानकारी (Si इंडेक्स) के गणना करलऽ जाय छै, आरू एकरऽ Si वितरण क॑ सहज रूप स॑ देखलऽ जाब॑ सकै छै । संक्षेप म॑ कहलऽ जाय त॑ उच्च शाकाहारी आरू जीनोटाइप विशिष्टता प्रदर्शित करै वाला एमएस/एमएस स्पेक्ट्रा केरऽ विशेषता छै कि उच्च Si मान छै, आरू कुर्टोसिस आँकड़ा दाहिना पूंछ कोना प॑ फर के वितरण के संकेत दै छै । ऐन्हऽ एगो दुबला कोलाइड वितरण एम 1 म॑ पता चललै, जेकरा म॑ फिनोल एमाइड न॑ सबसें अधिक Si अंश देखैलकै (चित्र 4B) । एम 7 म॑ पहिने कहलऽ गेलऽ शाकाहारी प्रेरक 17-एचजीएल-डीटीजी न॑ मध्यम Si स्कोर देखैलकै, जे दूनू ओएस प्रकार के बीच मध्यम डिग्री के अंतर नियमन के संकेत दै छै । एकरऽ विपरीत, अधिकांश संरचनात्मक रूप स॑ उत्पादित विशेष चयापचय पदार्थ, जेना कि रूटिन, सीजीए, आरू एसिली चीनी, सबसें कम Si स्कोर म॑ शामिल छै । विशेष मेटाबोलाइट्स के बीच संरचनात्मक जटिलता आरू Si वितरण के बेहतर ढंग स॑ खोज करै लेली हर मॉड्यूल लेली एगो आणविक नेटवर्क के निर्माण करलऽ गेलऽ छेलै (चित्र 4B) । ओडी सिद्धांत कें एकटा महत्वपूर्ण भविष्यवाणी (चित्र 1 बी मे संक्षेप मे) इ छै की शाकाहारी कें बाद विशेष चयापचय पदार्थक कें पुनर्गठन कें कारण उच्च रक्षा मूल्य वाला चयापचय पदार्थक मे एकतरफा परिवर्तन होबाक चाही, खासकर ओकर विशिष्टता बढ़ा क (यादृच्छिक वितरण कें विपरीत) मोड) एमटी सिद्धांत द्ववारा भविष्यवाणी कैल गेल रक्षात्मक चयापचय पदार्थ. एम 1 म॑ जमा होय वाला अधिकांश फिनोल डेरिवेटिव कीटऽ के प्रदर्शन म॑ गिरावट स॑ कार्यात्मक रूप स॑ संबंधित छै ( 32 ). जब॑ 24 घंटा प॑ ईवी नियंत्रण पौधा केरऽ प्रेरित पात आरू घटक पत्तियऽ के बीच एम 1 मेटाबोलाइट्स म॑ Si मान के तुलना करलऽ गेलै त॑ हमन॑ देखलकै कि शाकाहारी कीड़ा के बाद बहुत सारा मेटाबोलाइट्स के चयापचय विशिष्टता म॑ काफी बढ़ै के प्रवृत्ति छै (चित्र 4C) । Si मान म॑ विशिष्ट वृद्धि के पता केवल रक्षात्मक फिनोलामाइड म॑ ही लगलै, लेकिन ई मॉड्यूल म॑ सह-अस्तित्व म॑ अन्य फिनोल आरू अज्ञात मेटाबोलाइट्स म॑ Si मान म॑ कोनो वृद्धि के पता नै चललै । ई एकटा विशेष मॉडल छै, जे ओडी सिद्धांत स॑ संबंधित छै । शाकाहारी जानवरक कें कारण चयापचय परिवर्तन कें मुख्य भविष्यवाणी सुसंगत छै. ई परीक्षण करै के क्रम म॑ कि फिनोलामाइड स्पेक्ट्रम केरऽ ई विशेषता ओएस-विशिष्ट ईटी द्वारा प्रेरित छेलै कि नै, हमन॑ मेटाबोलाइट Si सूचकांक क॑ प्लॉट करलकै आरू ईवी आरू sETR1 जीनोटाइप म॑ ओएसएम आरू ओएसएस1 के बीच एक विभेदक अभिव्यक्ति मान के कारण बनलै (चित्र 4D) । sETR1 म॑ ओएसएम आरू ओएसएस१ के बीच फेनामाइड-प्रेरित अंतर म॑ काफी कमी आबी गेलऽ छेलै । द्वि-क्लस्टरिंग विधि क॑ अपर्याप्त जेए वाला उपभेदऽ म॑ एकत्रित एमएस/एमएस डाटा प॑ भी लागू करलऽ गेलऽ छेलै ताकि जेए-विनियमित चयापचय विशेषज्ञता स॑ संबंधित मुख्य एमएस/एमएस मॉड्यूल के अनुमान लगाय सक॑ (चित्र एस6) ।
(ए) साझा टुकड़ा (एनडीपी समानता) आरू साझा तटस्थ हानि (एनएल समानता) कें आधार पर 585 एमएस/एमएस कें क्लस्टरिंग परिणामक कें परिणामस्वरूप मॉड्यूल (एम) ज्ञात यौगिक परिवार कें अनुरूप होय छै, या अज्ञात या खराब चयापचय मेटाबोलाइट संरचना कें द्वारा. प्रत्येक मॉड्यूल कें बगल मे मेटाबोलाइट (MS/MS) विशिष्ट (Si) वितरण दिखायल गेल छै. (B) मॉड्यूलर आणविक नेटवर्क : नोड्स एमएस/एमएस आ किनारे, एनडीपी (लाल) आ एनएल (नीला) एमएस/एमएस स्कोर (कट-ऑफ,> 0.6) कें प्रतिनिधित्व करय छै. ग्रेड मेटाबोलाइट विशिष्टता सूचकांक (Si) मॉड्यूल (बाँया) के आधार पर रंगल गेल आ आणविक नेटवर्क (दाहिना) पर मैप कएल गेल । (C) 24 घंटा पर संरचनात्मक (नियंत्रण) आ प्रेरित अवस्था (सिमुलेटेड शाकाहारी) मे ईवी पौधा कें मॉड्यूल एम1: आणविक नेटवर्क आरेख (Si मान नोड आकार छै, रक्षात्मक फिनोलामाइड नीले रंग मे हाइलाइट कैल गेल छै)। (D) बिगड़ल ईवी आरू ईटी धारणा के साथ स्पेक्ट्रम लाइन sETR1 के M1 आणविक नेटवर्क आरेख: ग्रीन सर्कल नोड द्वारा प्रतिनिधित्व करलऽ गेलऽ फिनोलिक यौगिक, आरू नोड आकार के रूप म॑ डब्ल्यू + ओएसएम आरू डब्ल्यू + ओएसएस1 उपचार के बीच महत्वपूर्ण अंतर (पी मान) । सीपी, एन-कैफीओइल-टाइरोसिन; सीएस, एन-कैफीओइल-स्पर्मिडिन; एफपी, एन-फेरुलिक एसिड एस्टर-यूरिक एसिड; एफ एस, एन-फेरुलिल-स्पर्मिडिन; सीओपी, एन ', एन "-कौमारोलिल-टाइरोसिन; डीसीएस, एन ', एन"-डिकाफेओइल-स्पर्मिडिन; सीएफएस, एन ', एन "-caffeoyl, feruloyl-spermidine;वुल्फबेरी बेटा में लाइसियम बारबरम;निक।ओ-एएस, ओ-एसिली चीनी।
हमनें आरू एकल क्षीण नेपेनथेस जीनोटाइप स॑ विश्लेषण क॑ प्राकृतिक आबादी तलक विस्तारित करलकै, जहां शाकाहारी जेए स्तर आरू विशिष्ट मेटाबोलाइट स्तर म॑ मजबूत अंतर्विशिष्ट परिवर्तन क॑ प्राकृतिक आबादी म॑ पहल॑ वर्णित करलऽ गेलऽ छै ( 26 ). 43 जर्मप्लाज्म कें कवर करय कें लेल अइ डाटा सेट कें उपयोग करूं. ई जर्मप्लाज्म म॑ एन.पैलेन्स केरऽ १२३ प्रजाति के पौधा होय छै । ई पौधा यूटा, नेवादा, एरिजोना, आरू कैलिफोर्निया (चित्र S7) म॑ अलग-अलग देशी आवास म॑ एकत्रित बीज स॑ लेलऽ गेलऽ छेलै, हमन॑ मेटाबोलोम विविधता (यहाँ जनसंख्या स्तर कहलऽ जाय छै) β विविधता) आरू ओएसएम के कारण होय वाला विशेषज्ञता के गणना करलकै । पिछला अध्ययन के अनुरूप, हमनें Hj आरू δj अक्ष के साथ चयापचय परिवर्तन के एक विस्तृत श्रृंखला देखलकै, जे ई दर्शाबै छै कि जर्मप्लाज्म के शाकाहारी के प्रति अपनऽ चयापचय प्रतिक्रिया के प्लास्टिसिटी म॑ महत्वपूर्ण अंतर छै (चित्र S7) । ई संगठन शाकाहारी जीवऽ के कारण जेएएस परिवर्तन के गतिशील सीमा के बारे म॑ पिछला अवलोकनऽ के याद दिलाबै छै, आरू एकल आबादी म॑ एकरऽ बहुत उच्च मूल्य बरकरार रखन॑ छै (26, 36) । Hj आरू δj के बीच समग्र स्तर सहसंबंध के परीक्षण करै लेली JA आरू JA-Ile के उपयोग करला स॑ हमन॑ पालै छै कि JA आरू मेटाबोलोम β विविधता आरू विशेषज्ञता सूचकांक के बीच एगो महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध छै (चित्र S7) । इ सं पता चलै छै कि जनसंख्या स्तर पर पता चलल जेएएस प्रेरण मे शाकाहारी-प्रेरित विषमता कीट शाकाहारी सं चयन कें कारण प्रमुख चयापचय बहुरूपता कें कारण भ सकय छै.
पिछला अध्ययनऽ स॑ पता चललै छै कि तंबाकू के प्रकार म॑ प्रकार आरू प्रेरित आरू संरचनात्मक चयापचय रक्षा प॑ सापेक्षिक निर्भरता म॑ बहुत अंतर छै । मानलऽ जाय छै कि एंटी-हर्बिवोर सिग्नल ट्रांसडक्शन आरू रक्षा क्षमता म॑ ई परिवर्तन कीड़ा-मकोड़ा के जनसंख्या के दबाव, पौधा के जीवन चक्र, आरू रक्षा उत्पादन लागत द्वारा नियंत्रित होय छै, जे आला म॑ जहाँ कोनो प्रजाति बढ़ै छै । हमनें उत्तरी अमेरिका आरू दक्षिण अमेरिका केरऽ मूल निवासी छह निकोटियाना प्रजाति केरऽ शाकाहारी जानवरऽ द्वारा प्रेरित पत्ता मेटाबोलोम रिमोडलिंग केरऽ स्थिरता के अध्ययन करलकै । ई प्रजाति सब नेपेंथेस उत्तरी अमेरिका, अर्थात निकोलस बोसिफ्लो स॑ निकट संबंधित छै । ला, एन निकोटिनिस, निकोटियाना एन। क्षीण घास, निकोटियाना टैबकम, रेखीय तंबाकू, तम्बाकू (निकोटियाना स्पेगाज़िनी) आ तंबाकू के पत्ता तंबाकू (निकोटियाना ओब्टुसिफोलिया) (चित्र 5ए) (37)। एहि मे सँ छह प्रजाति, जाहि मे नीक जकाँ विशेषता प्राप्त प्रजाति एन.प्लीज सेहो अछि, पेटुनिया क्लेड केर वार्षिक पौधा अछि, आ ओब्टुसिफोलिया एन., बहिन क्लेड ट्राइगोनोफिला (38) केर बारहमासी पौधा अछि । तत्पश्चात, कीड़ा-मकोड़ा कें भोजन कें प्रजाति-स्तरीय चयापचय पुनर्व्यवस्था कें अध्ययन कें लेल इ सात प्रजातियक पर डब्ल्यू + डब्ल्यू, डब्ल्यू + ओएसएम आ डब्ल्यू + ओएसएस1 प्रेरण करल गेलय.
(A) अधिकतम संभावना [परमाणु ग्लूटामाइन संश्लेषण (38) के लेल] आरू सात निकट संबंधित निकोटियाना प्रजाति (अलग-अलग रंग) के भौगोलिक वितरण पर आधारित एक बूटस्ट्रैप वंशानुगत वृक्ष (37) । (B) सात निकोटियाना प्रजाति (939 एमएस/एमएस; डाटा फाइल एस 1) कें चयापचय प्रोफाइल कें लेल विशेष विविधता कें एकटा बिखर प्लॉट. प्रजाति स्तर पर मेटाबोलोम विविधता विशेषज्ञता के डिग्री के साथ नकारात्मक रूप स॑ संबंधित छै । चयापचय विविधता आ विशेषज्ञता आ जेए संचय कें बीच प्रजाति-स्तरीय सहसंबंध कें विश्लेषण चित्र 2. S9 मे दिखायल गेल छै. रंग, विभिन्न प्रकारक; त्रिकोण, डब्ल्यू + ओएसएस1; आयत, डब्ल्यू + ओएसएम; (C) निकोटियाना जेए आरू जेए-आईले गतिशीलता क॑ ओएस उत्तेजना आयाम (दू-तरफा एनोवा आरू ट्यूकी एचएसडी पोस्ट-मल्टीपल तुलना, * पी <0.05, ** पी <0.01 आरू * ** डब्ल्यू + ओएस आरू डब्ल्यू + डब्ल्यू, पी <0.001 के तुलना के लेलऽ रैंक करलऽ गेलऽ छै । शाकाहारी आ मिथाइल जेए (MeJA) कें अनुकरण कें बाद प्रत्येक प्रजाति कें (D) विविधता आ (E) विशेषज्ञता कें बॉक्स प्लॉट. तारा चिह्न डब्ल्यू + ओएस आरू डब्ल्यू + डब्ल्यू या लैनोलिन प्लस डब्ल्यू (लैन + डब्ल्यू) या लैन प्लस मेजेए (लैन + मेजा) आरू लैन नियंत्रण (विचरण केरऽ दू-तरफा विश्लेषण, जेकरा बाद ट्यूकी केरऽ एचएसडी पोस्ट हॉक मल्टीपल तुलना , *पी<0.05, **पी<0.01 आरू ***पी<0.001) के बीच महत्वपूर्ण अंतर क॑ दर्शाबै छै ।
ड्यूल क्लस्टर विधि कें उपयोग करयत, हम 939 एमएस/एमएस (डेटा फाइल एस1) कें 9 मॉड्यूल कें पहचान करलकय. विभिन्न उपचारक द्वारा पुनर्विन्यस्त एमएस/एमएस कें संरचना प्रजातियक कें बीच विभिन्न मॉड्यूल कें बीच बहुत भिन्न छै (चित्र S8) । Hj (जेकरा यहाँ प्रजाति-स्तरीय γ-विविधता कहलऽ जाय छै) आरू δj के कल्पना करला स॑ पता चलै छै कि अलग-अलग प्रजाति चयापचय स्पेस म॑ बहुत अलग-अलग समूहऽ म॑ एकत्रित होय जाय छै, जहाँ प्रजाति-स्तरीय विभाजन आमतौर प॑ उत्तेजना स॑ अधिक प्रमुख होय छै । एन.रेखीय आरू एन.ओब्लिकस क॑ छोड़ी क॑ ई प्रेरण प्रभाव केरऽ एगो विस्तृत गतिशील श्रृंखला प्रदर्शित करै छै (चित्र 5B) । एकरऽ विपरीत, एन.पर्प्यूरिया आरू एन.ओब्टुसिफोलिया जैसनऽ प्रजाति केरऽ उपचार के प्रति चयापचय प्रतिक्रिया कम स्पष्ट होय छै, लेकिन मेटाबोलोम अधिक विविधतापूर्ण होय छै । प्रेरित चयापचय प्रतिक्रिया के प्रजाति-विशिष्ट वितरण के परिणामस्वरूप विशेषज्ञता आरू गामा विविधता (पीसीसी = -0.46, पी = 4.9×10-8) के बीच एक महत्वपूर्ण नकारात्मक सहसंबंध पैदा होलै । जेएएस स्तर म॑ ओएस-प्रेरित परिवर्तन मेटाबोलोम विशेषज्ञता के साथ सकारात्मक रूप स॑ सहसंबंधित छै, आरू हर प्रजाति द्वारा प्रदर्शित चयापचय गामा विविधता स॑ नकारात्मक रूप स॑ सहसंबंधित छै (चित्र 5 बी आरू चित्र S9) । ध्यान देबऽ के बात छै कि चित्र 5C म॑ बोलचाल म॑ “संकेत प्रतिक्रिया” प्रजाति के रूप म॑ संदर्भित प्रजाति, जेना कि नेपेन्थेस नेमाटोड्स, नेपेन्थेस नेपेन्थेस, नेपेनथेस एक्यूट, आरू नेपेनथेस क्षीण, ३० मिनट म॑ महत्वपूर्ण संकेत पैदा करलकै । हाल केरऽ ओएस-विशिष्ट जेए आरू जेए-आइल प्रकोप, जबकि अन्य बैक्टीरिया जेकरा “सिग्नल अनरेस्पोंसिव” कहलऽ जाय छै, जेना कि नेपेनथेस मिल, नेपेंथेस पाउडर आरू एन. चयापचय स्तर पर, जैना कि ऊपर कहलऽ गेलऽ छै, क्षीण नेपेनथेस के लेलऽ, संकेत-प्रतिक्रियाशील पदार्थ न॑ ओएस विशिष्टता देखैलकै आरू δj म॑ काफी वृद्धि करलकै, जबकि Hj क॑ कम करलकै । सिग्नल गैर-प्रतिक्रियाशील प्रजाति (चित्र 5, डी आरू ई) के रूप म॑ वर्गीकृत प्रजाति म॑ ई ओएस-विशिष्ट प्राइमिंग प्रभाव के पता नै चललै । ओएस-विशिष्ट मेटाबोलाइट्स संकेत-प्रतिक्रियाशील प्रजातियऽ के बीच अधिक बार साझा करलऽ जाय छै, आरू ई संकेत समूह कमजोर संकेत प्रतिक्रिया वाला प्रजाति के साथ समूहबद्ध होय जाय छै, जबकि कमजोर संकेत प्रतिक्रिया वाला प्रजाति कम अंतर्निर्भरता दिखाबै छै (चित्र S8) । ई परिणाम संकेत करै छै कि जेए केरऽ ओएस-विशिष्ट प्रेरण आरू डाउनस्ट्रीम मेटाबोलोम केरऽ ओएस-विशिष्ट पुनर्विन्यास प्रजाति स्तर प॑ युग्मित छै ।
अगिला, हम पौधाक कें उपचार कें लेल मिथाइल जेए (MeJA) युक्त लैनोलिन पेस्ट कें उपयोग करल गेलय ताकि इ जांचल जा सकय कि की इ युग्मन मोड बहिर्जात जेए द्वारा लागू जेए कें उपलब्धता सं प्रतिबंधित छै, जे पौधाक कें कोशिका द्रव्य मे होयत. तेजी से डिएस्टरीकरण जेए अछि। हमनें जेए केरऽ लगातार आपूर्ति के कारण संकेत-प्रतिक्रियाशील प्रजाति स॑ संकेत-गैर-प्रतिक्रियाशील प्रजाति म॑ क्रमिक परिवर्तन केरऽ वही प्रवृत्ति मिललै (चित्र ५, डी आरू ई) । संक्षेप म॑, MeJA उपचार न॑ रेखीय नेमाटोड्स, एन.ओब्लिकस, एन.एक्वाटिकस, एन.पैलेन्स, आरू एन.मिकिमोटोई केरऽ मेटाबोलोम क॑ मजबूती स॑ पुनः प्रोग्राम करलकै, जेकरऽ परिणामस्वरूप δj म॑ काफी वृद्धि आरू Hj म॑ कमी ​​आबी गेलै । एन.पर्प्यूरिया मे केवल δj मे वृद्धि देखल गेल, मुदा Hj मे नहि। एन. ई परिणाम संकेत करै छै कि संकेत-अप्रतिक्रियाशील प्रजाति म॑ जेए उत्पादन या संकेत संप्रेषण शारीरिक रूप स॑ प्रतिबंधित छै । ई परिकल्पना के परीक्षण करै लेली, हमन॑ डब्ल्यू + डब्ल्यू, डब्ल्यू + ओएसएम आरू डब्ल्यू + ओएसएस1 ट्रांसक्रिप्टोम (39) द्वारा प्रेरित चारो प्रजाति (एन. पैलेन्स, एन. मिल्स, एन. गुलाबी आरू एन. माइक्रोफिला) के अध्ययन करलकै । मेटाबोलोम रिमोडलिंग के पैटर्न के अनुरूप, प्रजाति ट्रांसक्रिप्टोम स्पेस म॑ अच्छा तरह स॑ अलग छै, जेकरा म॑ एन.एटेन्यूएड न॑ सबस॑ अधिक ओएस-प्रेरित आरडीपीआई देखैलकै, जबकि एन. लेकिन, ई पता चललै कि एन.ओब्लोंगा द्वारा प्रेरित ट्रांसक्रिप्टोम विविधता चारो प्रजाति में सबसें कम छेलै, जे एन.ओब्लोंगा केरऽ सबसें अधिक मेटाबोनोमिक विविधता के विपरीत छेलै जे पहिने सात प्रजाति में दिखालऽ गेलऽ छेलै । पिछला अध्ययनऽ स॑ पता चललै छै कि जेए संकेत सहित प्रारंभिक रक्षा संकेतऽ स॑ संबंधित जीनऽ के एक सेट निकोटियाना प्रजाति म॑ शाकाहारी-संबंधित एलिसिटर द्वारा प्रेरित प्रारंभिक रक्षा प्रतिक्रिया के विशिष्टता के व्याख्या करै छै ( 39 ). ई चारो प्रजाति के बीच जेए सिग्नलिंग मार्ग के तुलना करला स॑ एगो रोचक पैटर्न के पता चललै (चित्र 6 बी) । ई मार्ग केरऽ अधिकांश जीन, जेना कि एओसी, ओपीआर३, एसीएक्स आरू सीओआई१, न॑ ई चारो प्रजाति म॑ अपेक्षाकृत उच्च स्तर के प्रेरण देखैलकै । लेकिन, एक प्रमुख जीन, जेएआर4, जेए क॑ जेए-आईले संचित ट्रांसक्रिप्ट केरऽ अपनऽ जैविक रूप स॑ सक्रिय रूप म॑ बदलै छै, आरू एकरऽ ट्रांसक्रिप्शन केरऽ स्तर बहुत कम होय छै, खास करी क॑ एन.मिल, नेपेन्थेस पियरिस आरू एन. एकरऽ अलावा एन.बिफिडम म॑ केवल एगो आरू जीन एओएस केरऽ ट्रांसक्रिप्ट के पता नै चललै । जीन अभिव्यक्ति म॑ ई परिवर्तन सिग्नल एनर्जिक प्रजाति म॑ कम जेए उत्पादन आरू एन.
(A) शाकाहारी प्रेरण के 30 मिनट बाद नमूना लेल गेल चारि निकट संबंधित तंबाकू प्रजाति के प्रारंभिक प्रतिलेखन प्रतिक्रिया के पुनर्प्रोग्रामिंग के सूचना सिद्धांत विश्लेषण. शाकाहारी ओएस द्वारा प्रेरित पात कें तुलना घाव नियंत्रण सं करय सं आरडीपीआई कें गणना कैल जायत छै. रंग अलग-अलग प्रजाति के संकेत करै छै, आरू चिन्ह अलग-अलग उपचार विधि के संकेत करै छै. (B) चार प्रजातियों के बीच जेए संकेत मार्गों में जीन अभिव्यक्ति का विश्लेषण | सरलीकृत जेए पथ बॉक्स प्लॉट कें बगल मे दिखायल गेल छै. अलग-अलग रंग अलग-अलग प्रोसेसिंग विधि कें संकेत करय छै. तारा चिन्ह संकेत करय छै कि W + OS उपचार आरू W + W नियंत्रण के बीच काफी अंतर छै (जोड़ीवार अंतर के लेल स्टूडेंट के टी-परीक्षण के लेल, *P<0.05, **P<0.01 आरू ***P<0.001) । ओपीडीए, 12-ऑक्सोफाइटोडायनोइक एसिड; ओपीसी-8: 0,3-ऑक्सो-2 (2 '(जेड)-पेन्टेनाइल)-साइक्लोपेन्टेन-1-ऑक्टेनोइक एसिड।
अंतिम भाग म॑ हमन॑ ई अध्ययन करलकै कि विभिन्न पौधा प्रजाति केरऽ मेटाबोलोम केरऽ कीट प्रजाति-विशिष्ट रिमोडलिंग शाकाहारी जानवरऽ के प्रति कोना प्रतिरोधी होय सकै छै । पूर्वक शोध मे निकोटियाना जीनस पर जोर देल गेल छल । एमएस आ लार्वा कें प्रति ओकर प्रतिरोधक क्षमता मे बहुत अंतर छै (40) । एतय, हम एहि मॉडल आ ओकर मेटाबोलिक प्लास्टिसिटी के बीच संबंध के अध्ययन केलहुं। उपरोक्त चारि तंबाकू प्रजाति केरऽ उपयोग करी क॑, आरू शाकाहारी जीवऽ के कारण मेटाबोलोम केरऽ विविधता आरू विशेषज्ञता आरू पौधा केरऽ Ms आरू Sl के प्रतिरोध के बीच सहसंबंध के परीक्षण करी क॑, हमन॑ पालै कि सामान्यवादी Sl के प्रतिरोध, विविधता आरू विशेषज्ञता सब सकारात्मक रूप स॑ सहसंबंधित छै, जबकि विशेषज्ञ महिला सिनी के प्रतिरोध आरू विशेषज्ञता के बीच सहसंबंध कमजोर छै, आरू विविधता के साथ सहसंबंध महत्वपूर्ण नै छै (चित्र S10)। S1 प्रतिरोध के संबंध म॑, क्षीण एन.चाइनेंसिस आरू एन.ग्रासिलिस, जेकरा पहिने जेए सिग्नल ट्रांसडक्शन लेवल आरू मेटाबोलोम प्लास्टिसिटी दूनू प्रदर्शित करलऽ गेलऽ छेलै, शाकाहारी प्रेरण के प्रति बहुत अलग प्रतिक्रिया छेलै, आरू ओकरा म॑ भी समान उच्च प्रतिरोध देखलऽ गेलऽ छेलै । सेक्स।
पिछला साठ साल म॑ पौधा रक्षा सिद्धांत न॑ एगो सैद्धांतिक रूपरेखा उपलब्ध कराय देल॑ छै, जेकरऽ आधार प॑ शोधकर्ता न॑ पौधा विशेष चयापचय पदार्थ केरऽ काफी संख्या म॑ विकास आरू कार्य के भविष्यवाणी करल॑ छै । एहि मे सँ अधिकांश सिद्धांत मजबूत अनुमानक सामान्य प्रक्रियाक पालन नहि करैत अछि ( 41 ) । वे विश्लेषण के एक ही स्तर पर प्रमुख भविष्यवाणी (3) प्रस्तावित करते हैं | जब॑ प्रमुख भविष्यवाणी केरऽ परीक्षण स॑ विशिष्ट सिद्धांतऽ के विश्लेषण करलऽ जाय सकै छै, त॑ ई क्षेत्र क॑ आगू बढ़ाबै के अनुमति देतै । समर्थित रहू, मुदा दोसर के अस्वीकार करू (42)। बल्कि, नया सिद्धांत विश्लेषण के अलग-अलग स्तर पर भविष्यवाणी करै छै आरू वर्णनात्मक विचारऽ के एगो नया परत जोड़ै छै (42) । तथापि, कार्यात्मक स्तर पर प्रस्तावित दू सिद्धांत एमटी आ ओडी कें आसानी सं शाकाहारी जीवक कें कारण विशेष चयापचय परिवर्तनक कें महत्वपूर्ण भविष्यवाणी कें रूप मे व्याख्या कैल जा सकय छै: ओडी सिद्धांत कें माननाय छै कि विशेष चयापचय “अंतरिक्ष” मे परिवर्तन अत्यधिक दिशात्मक छै . एमटी सिद्धांत के मानना ​​छै कि ई परिवर्तन गैर-दिशात्मक आरू यादृच्छिक रूप स॑ मेटाबोलिक स्पेस म॑ स्थित होतै, आरू एकरऽ प्रवृत्ति उच्च रक्षा मूल्य मेटाबोलाइट्स होय छै । ओडी आरू एमटी भविष्यवाणी केरऽ पिछला परीक्षा केरऽ परीक्षण प्रायोरिटी “रक्षा” यौगिक केरऽ संकीर्ण सेट के उपयोग करी क॑ करलऽ गेलऽ छै । इ मेटाबोलाइट-केंद्रित परीक्षण शाकाहारी कें दौरान मेटाबोलोम पुनर्विन्यास कें विस्तार आ प्रक्षेपवक्र कें विश्लेषण करय कें क्षमता कें बाधित करय छै, आ एकटा सुसंगत सांख्यिकीय ढाँचा कें भीतर परीक्षण कें अनुमति नहि देयत छै की मुख्य भविष्यवाणी कें आवश्यकता होयत छै जेकरा समग्र रूप सं मानल जा सकय छै पौधा मेटाबोलोम मे परिवर्तन कें मात्रा निर्धारित करूं. यहाँ, हमन॑ कम्प्यूटेशनल एमएस प॑ आधारित मेटाबोलोमिक्स म॑ अभिनव तकनीक के उपयोग करलकै आरू वैश्विक मेटाबोलोमिक्स स्तर प॑ प्रस्तावित दूनू के बीच के अंतर के परीक्षण करै लेली सूचना सिद्धांत वर्णनकर्ता के सामान्य मुद्रा म॑ डिकॉनवोल्यूशन एमएस विश्लेषण करलकै । एहि सिद्धांतक प्रमुख भविष्यवाणी। सूचना सिद्धांत क॑ बहुत क्षेत्रऽ म॑ लागू करलऽ गेलऽ छै, खास करी क॑ जैव विविधता आरू पोषक तत्व प्रवाह अनुसंधान के संदर्भ म॑ (43) । लेकिन, जहाँ तलक हमरा सब क॑ पता छै, ई पहलऽ एप्लीकेशन छै जेकरऽ उपयोग पौधा केरऽ चयापचय सूचना स्थान के वर्णन आरू पर्यावरणीय संकेतऽ के प्रतिक्रिया म॑ अस्थायी चयापचय परिवर्तन स॑ संबंधित पारिस्थितिकी समस्या के समाधान लेली करलऽ जाय छै । विशेष रूप स॑ ई विधि केरऽ क्षमता पौधा प्रजाति के भीतर आरू बीच के पैटर्न के तुलना करै के क्षमता म॑ निहित छै ताकि ई जांचलऽ जाय सक॑ कि शाकाहारी जीव अलग-अलग प्रजाति स॑ अंतर-प्रजाति स्थूल विकासात्मक पैटर्न म॑ विकास के विभिन्न स्तर प॑ कोना विकसित होय गेलऽ छै । चयापचय के यंत्र।
प्रिंसिपल कंपोनेंट एनालिसिस (पीसीए) एक बहुचर डाटा सेट क॑ डायमेंशनलिटी रिडक्शन स्पेस म॑ बदलै छै ताकि डाटा केरऽ मुख्य प्रवृत्ति क॑ समझैलऽ जाय सक॑, ई लेली एकरऽ उपयोग आमतौर प॑ डाटा सेट क॑ पार्स करै लेली एगो अन्वेषणात्मक तकनीक के रूप म॑ करलऽ जाय छै, जेना कि डिकॉनवोल्यूशन मेटाबोलोम । मुदा, आयामीता मे कमी सं डाटा सेट मे सूचना सामग्री कें हिस्सा कें नुकसान भ जेतय, आ पीसीए पारिस्थितिकी सिद्धांत कें लेल विशेष रूप सं प्रासंगिक विशेषताक कें बारे मे मात्रात्मक जानकारी नहि द सकय छै, जेना: शाकाहारी विशेष क्षेत्रक (उदाहरण कें लेल, समृद्धि, वितरण) आ प्रचुरता) मेटाबोलाइट्स मे विविधता कें कोना पुनर्विन्यस्त करय छै? कोनों शाकाहारी जीव कें प्रेरित अवस्था कें भविष्यवाणी करय वाला कोन मेटाबोलाइट्स छै? विशिष्टता, विविधता आरू प्रेरकता के दृष्टिकोण स॑, पत्ता-विशिष्ट मेटाबोलाइट प्रोफाइल केरऽ सूचना सामग्री विघटित होय जाय छै, आरू ई पाबै जाय छै कि शाकाहारी जानवरऽ के भोजन विशिष्ट चयापचय क॑ सक्रिय करी सकै छै । अप्रत्याशित रूप स॑, हमन॑ देखलकै कि, जैना कि लागू करलऽ गेलऽ सूचना सिद्धांत सूचकऽ म॑ वर्णित छै, परिणामस्वरूप चयापचय केरऽ स्थिति म॑ दूनू शाकाहारी (रात म॑ खिलाबै वाला जनरलिस्ट एसएल) आरू सोलेनेसी विशेषज्ञ सुश्री केरऽ हमला के बाद एगो बड़ऽ ओवरलैप होय छै हालांकि ओकरऽ भोजन व्यवहार आरू एकाग्रता काफी अलग छै । ओएस (31) में फैटी एसिड-एमिनो एसिड संयुग्मित (एफएसी) आरंभक। मानकीकृत पंचर घाव के इलाज लेली शाकाहारी ओएस के उपयोग करी क॑ सिम्युलेटेड शाकाहारी उपचार म॑ भी ऐन्हऽ ही प्रवृत्ति देखलऽ गेलै । शाकाहारी हमला कें प्रति पौधाक कें प्रतिक्रिया कें अनुकरण कें लेल इ मानकीकृत प्रक्रिया शाकाहारी जानवरक कें भोजन व्यवहार मे बदलाव कें कारण भ्रमित करय वाला कारक कें समाप्त करय छै, जे अलग-अलग समय पर अलग-अलग डिग्री कें नुकसान कें कारण बनय छै (34) । एफएसी, जे ओएसएम केरऽ मुख्य कारण के रूप म॑ जानलऽ जाय छै, ओएसएस१ म॑ जेएएस आरू अन्य पौधा हार्मोन प्रतिक्रिया क॑ कम करी दै छै, जबकि ओएसएस१ सैकड़ों गुना कम करै छै ( 31 ). लेकिन, ओएसएस1 के कारण ओएसएम के तुलना म॑ जेए संचय केरऽ समान स्तर छेलै । पहिने ई सिद्ध करलऽ गेलऽ छै कि क्षीण नेपेंथेस म॑ जेए प्रतिक्रिया ओएसएम के प्रति बहुत संवेदनशील छै, जहां एफएसी पानी स॑ १:१००० पतला करला प॑ भी अपनऽ गतिविधि क॑ बरकरार रख॑ सकै छै ( 44 ). अतः ओएसएम के तुलना म॑, हालांकि ओएसएस१ म॑ एफएसी बहुत कम छै, लेकिन ई पर्याप्त जेए प्रकोप क॑ प्रेरित करै लेली पर्याप्त छै । पिछला अध्ययनऽ स॑ पता चललै छै कि पोरिन जैसनऽ प्रोटीन (45) आरू ओलिगोसैकराइड (46) क॑ आणविक सुराग के रूप म॑ इस्तेमाल करी क॑ ओएसएस१ म॑ पौधा केरऽ रक्षा प्रतिक्रिया क॑ ट्रिगर करलऽ जाब॑ सकै छै । लेकिन, ई अभी तलक स्पष्ट नै छै कि ओएसएस१ म॑ ई एलिसिटर वर्तमान अध्ययन म॑ देखलऽ गेलऽ जेए के संचय लेली जिम्मेदार छै कि नै ।
यद्यपि विभिन्न शाकाहारी या बहिर्जात जेए या एसए (सैलिसिलिक एसिड) के प्रयोग के कारण विभेदक चयापचय फिंगरप्रिंट के वर्णन करय वाला अध्ययन कम छै (47), लेकिन पौधा घास नेटवर्क म॑ शाकाहारी प्रजाति-विशिष्ट गड़बड़ी आरू विशिष्ट पर एकरऽ प्रभाव क॑ कोय भी परेशान नै करलकै चयापचय केरऽ समग्र प्रभाव क॑ व्यवस्थित रूप स॑ अध्ययन करलऽ गेलऽ छै । व्यक्तिगत जानकारी। ई विश्लेषण न॑ आरू ई बात के पुष्टि करलकै कि जेए के अलावा अन्य पौधा हार्मोन के साथ आंतरिक हार्मोन नेटवर्क कनेक्शन शाकाहारी जीवऽ के कारण चयापचय पुनर्गठन के विशिष्टता क॑ आकार दै छै । विशेष रूप स॑ हमनें पता चललै कि ओएसएम के कारण ईटी ओएसएस१ के कारण होय वाला ईटी स॑ काफी अधिक छै । ई मोड ओएसएम म॑ अधिक एफएसी सामग्री के अनुरूप छै, जे ईटी बर्स्ट (48) क॑ ट्रिगर करै लेली एगो आवश्यक आरू पर्याप्त शर्त छै । पौधा आरू शाकाहारी के बीच अंतःक्रिया के संदर्भ म॑ पौधा-विशिष्ट मेटाबोलाइट गतिशीलता प॑ ईटी केरऽ संकेत कार्य अखनी भी छिटपुट छै आरू केवल एकल यौगिक समूह क॑ लक्षित करै छै । एकरऽ अलावा अधिकांश अध्ययनऽ म॑ ईटी केरऽ नियमन के अध्ययन लेली ईटी या ओकरऽ पूर्ववर्ती या विभिन्न अवरोधक केरऽ बहिर्जात अनुप्रयोग के उपयोग करलऽ गेलऽ छै, जेकरा म॑ ई बहिर्जात रासायनिक अनुप्रयोगऽ स॑ बहुत गैर-विशिष्ट दुष्प्रभाव पैदा होतै । हमरऽ जानकारी के अनुसार, ई अध्ययन पौधा मेटाबोलोम गतिशीलता के समन्वय लेली बिगड़लऽ ट्रांसजेनिक पौधा के उत्पादन आरू बोध करै लेली ईटी के उपयोग म॑ ईटी के भूमिका के पहिलऽ बड़ऽ पैमाना प॑ व्यवस्थित जांच के प्रतिनिधित्व करै छै । शाकाहारी-विशिष्ट ईटी प्रेरण अंततः मेटाबोलोम प्रतिक्रिया कें संतुलित कयर सकय छै. सबस॑ महत्वपूर्ण ईटी जैव संश्लेषण (एसीओ) आरू धारणा (ईटीआर१) जीन केरऽ ट्रांसजेनिक हेरफेर छै जेकरा स॑ फिनोलामाइड केरऽ शाकाहारी-विशिष्ट डी नोवो संचय के खुलासा करलऽ गेलै । पहिने ई देखलऽ गेलऽ छै कि ईटी पुट्रेसिन एन-मिथाइलट्रांसफरेज़ ( 49 ) क॑ नियंत्रित करी क॑ जेए-प्रेरित निकोटीन संचय क॑ फाइन-ट्यून करी सकै छै । लेकिन यांत्रिक दृष्टिकोण स॑ ई स्पष्ट नै छै कि ईटी फेनामाइड केरऽ प्रेरण क॑ कोना फाइन ट्यून करै छै । ईटी केरऽ सिग्नल ट्रांसडक्शन फंक्शन के अलावा, मेटाबोलिक फ्लक्स क॑ एस-एडेनोसाइल-1-मेथियोनिन म॑ भी शंट करलऽ जाय सकै छै ताकि पॉलीएमिनोफिनोल एमाइड म॑ निवेश क॑ नियंत्रित करलऽ जाय सक॑ । एस-एडेनोसाइल-1-मेथियोनिन ईटी आरू पॉलीअमाइन जैव संश्लेषण मार्ग केरऽ आम मध्यवर्ती छै । ईटी सिग्नल फेनोलामाइड केरऽ स्तर क॑ नियंत्रित करै वाला तंत्र प॑ आगू के अध्ययन के जरूरत छै ।
बहुत दिन स॑ अज्ञात संरचना केरऽ विशेष चयापचय पदार्थऽ के बड़ऽ संख्या के कारण विशिष्ट चयापचय श्रेणी प॑ गहन ध्यान जैविक अंतःक्रिया के बाद चयापचय विविधता के अस्थायी परिवर्तन के सख्ती स॑ आकलन नै करी सकलऽ छै । वर्तमान म॑ सूचना सिद्धांत विश्लेषण के आधार प॑ निष्पक्ष चयापचय पदार्थऽ प॑ आधारित एमएस/एमएस स्पेक्ट्रम अधिग्रहण के मुख्य परिणाम ई छै कि शाकाहारी खाबै वाला या शाकाहारी के अनुकरण करै वाला शाकाहारी जानवर पत्ता मेटाबोलोम के समग्र चयापचय विविधता क॑ कम करै के साथ-साथ ओकरऽ विशेषज्ञता के डिग्री बढ़ाबै के काम जारी रखै छै । शाकाहारी जीवऽ के कारण मेटाबोलोम विशिष्टता म॑ ई अस्थायी वृद्धि ट्रांसक्रिप्टोम विशिष्टता म॑ समन्वयात्मक वृद्धि स॑ जुड़लऽ छै । ई बड़ऽ मेटाबोलोम विशेषज्ञता (जेकरऽ Si मान अधिक होय छै) म॑ जे विशेषता सबसें जादा योगदान दै छै, वू छै पूर्व विशेषता वाला शाकाहारी कार्य वाला विशेष मेटाबोलाइट । ई मॉडल ओडी सिद्धांत केरऽ भविष्यवाणी के अनुरूप छै, लेकिन मेटाबोलोम रिप्रोग्रामिंग केरऽ यादृच्छिकता स॑ संबंधित एमटी केरऽ भविष्यवाणी सुसंगत नै छै । लेकिन, ई आंकड़ा मिश्रित मॉडल (सर्वश्रेष्ठ एमटी; चित्र 1 बी) केरऽ भविष्यवाणी के साथ भी संगत छै, कैन्हेंकि अज्ञात रक्षा कार्य वाला अन्य अचरित्र मेटाबोलाइट्स अखनी भी यादृच्छिक Si वितरण के पालन करी सकै छै ।
ई शोध द्वारा आरू कैप्चर करलऽ गेलऽ एगो उल्लेखनीय पैटर्न ई छै कि सूक्ष्म विकास स्तर (एकल पौधा आरू तंबाकू के आबादी) स॑ ल॑ क॑ बड़ऽ विकासवादी पैमाना (निकट संबंधी तंबाकू प्रजाति) तलक, विकासवादी संगठन के विभिन्न स्तर “सर्वश्रेष्ठ रक्षा” म॑ छै शाकाहारी जानवरऽ के क्षमता म॑ काफी अंतर छै । मूर एट अल। (20) आरू केसलर आरू काल्स्के (1) न॑ स्वतंत्र रूप स॑ प्रस्तावित जैव विविधता केरऽ तीन कार्यात्मक स्तर क॑ मूल रूप स॑ व्हिटटेकर (50) द्वारा अलग करलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा क॑ रासायनिक विविधता केरऽ संरचनात्मक आरू प्रेरित कालगत परिवर्तन म॑ बदललऽ जाय; ई लेखक न॑ न त॑ संक्षेप म॑ बतैलकै बड़ऽ पैमाना प॑ मेटाबोलोम डाटा संग्रहण के प्रक्रिया म॑ ई भी रूपरेखा नै देलऽ गेलऽ छै कि ई डाटा स॑ मेटाबोलिक विविधता के गणना केना करलऽ जाय । ई अध्ययन म॑, व्हिटटेकर केरऽ कार्यात्मक वर्गीकरण म॑ छोटऽ समायोजन स॑ α-चयापचय विविधता क॑ कोनों देलऽ गेलऽ पौधा म॑ एमएस/एमएस स्पेक्ट्रा केरऽ विविधता के रूप म॑ मानलऽ जैतै, आरू β-चयापचय विविधता क॑ आबादी स्पेस केरऽ एक समूह केरऽ बुनियादी अंतर्विशिष्ट चयापचय के रूप म॑ मानलऽ जैतै, आरू γ-चयापचय विविधता समान प्रजाति के विश्लेषण के विस्तार होतै ।
जेए संकेत शाकाहारी चयापचय प्रतिक्रियाक कें एकटा विस्तृत श्रृंखला कें लेल आवश्यक छै. लेकिन, मेटाबोलोम विविधता म॑ जेए जैव संश्लेषण केरऽ इंट्रास्पेसिफिक रेगुलेशन केरऽ योगदान केरऽ कठोर मात्रात्मक परीक्षण के कमी छै, आरू जेए सिग्नल उच्च मैक्रोइवोल्यूशनरी पैमाना प॑ तनाव-प्रेरित चयापचय विविधीकरण लेली एगो सामान्य साइट छै कि नै, ई अभी भी दुर्लभ छै । हमनें देखलकै कि नेपेंथेस शाकाहारी प्रकृति मेटाबोलोम विशेषज्ञता क॑ प्रेरित करै छै आरू निकोटियाना प्रजाति केरऽ आबादी के भीतर आरू निकट संबंधित निकोटिआना प्रजाति के बीच मेटाबोलोम विशेषज्ञता के भिन्नता जेए संकेत के साथ व्यवस्थित रूप स॑ सकारात्मक रूप स॑ सहसंबद्ध छै । एकरऽ अलावा जब॑ जेए संकेत बिगड़ जाय छै त॑ एकल जीनोटाइप शाकाहारी द्वारा प्रेरित चयापचय विशिष्टता रद्द होय जैतै (चित्र ३, सी आरू ई) । चूँकि प्राकृतिक रूप स॑ क्षीण होय गेलऽ नेपेंथेस आबादी केरऽ चयापचय स्पेक्ट्रम परिवर्तन अधिकतर मात्रात्मक होय छै, ई विश्लेषण म॑ चयापचय β विविधता आरू विशिष्टता म॑ बदलाव के कारण काफी हद तलक चयापचय-समृद्ध यौगिक श्रेणी केरऽ मजबूत उत्तेजना होय सकै छै । ई यौगिक वर्ग मेटाबोलोम प्रोफाइल केरऽ कुछ हिस्सा प॑ हावी होय छै आरू जेए संकेतऽ के साथ सकारात्मक सहसंबंध पैदा करै छै ।
चूँकि एकरा स॑ निकटता स॑ जुड़लऽ तंबाकू प्रजाति केरऽ जैव रासायनिक तंत्र बहुत अलग छै, ई लेली चयापचय पदार्थऽ के पहचान गुणात्मक पहलू म॑ विशेष रूप स॑ करलऽ जाय छै, ई लेली ई अधिक विश्लेषणात्मक छै । सूचना सिद्धांत केरऽ कैप्चर करलऽ गेलऽ मेटाबोलिक प्रोफाइल केरऽ प्रोसेसिंग स॑ पता चलै छै कि शाकाहारी प्रेरण मेटाबोलिक गामा विविधता आरू विशेषज्ञता के बीच ट्रेड-ऑफ क॑ बढ़ाबै छै । एहि ट्रेड-ऑफ मे जेए सिग्नल क केंद्रीय भूमिका अछि। मेटाबोलोम विशेषज्ञता म॑ वृद्धि मुख्य ओडी भविष्यवाणी के अनुरूप छै आरू जेए सिग्नल के साथ सकारात्मक रूप स॑ सहसंबद्ध छै, जबकि जेए सिग्नल मेटाबोलिक गामा विविधता के साथ नकारात्मक रूप स॑ सहसंबद्ध छै । ई मॉडल संकेत करै छै कि पौधा केरऽ ओडी क्षमता मुख्य रूप स॑ जेए केरऽ प्लास्टिसिटी स॑ निर्धारित होय छै, चाहे वू सूक्ष्म विकासवादी पैमाना प॑ होय या बड़ऽ विकासवादी पैमाना प॑ । जेए जैव संश्लेषण दोष क॑ दरकिनार करै वाला बहिर्जात जेए अनुप्रयोग प्रयोगऽ स॑ आरू पता चलै छै कि निकट संबंधित तंबाकू प्रजाति क॑ संकेत-प्रतिक्रियाशील आरू संकेत-गैर-प्रतिक्रियाशील प्रजाति म॑ भेद करलऽ जाब॑ सकै छै, ठीक वैसने जइसे कि ओकरऽ जेए केरऽ मोड आरू शाकाहारी द्वारा प्रेरित मेटाबोलोम प्लास्टिसिटी । संकेत गैर-प्रतिक्रियाशील प्रजाति अंतर्जात जेए पैदा करय मे असमर्थता कें कारण प्रतिक्रिया नहि द सकय छै आ अइ कारण सं शारीरिक सीमाक कें अधीन छै. एकरऽ कारण जेए सिग्नलिंग पथ (एन. क्रेसेंस म॑ एओएस आरू जेएआर४) म॑ कुछ प्रमुख जीनऽ म॑ उत्परिवर्तन होय ​​सकै छै । ई परिणाम ई बात प॑ प्रकाश डालै छै कि ई अंतरप्रजाति मैक्रोइवोल्यूशनरी पैटर्न मुख्य रूप स॑ आंतरिक हार्मोन धारणा आरू प्रतिक्रियाशीलता म॑ बदलाव स॑ संचालित होय सकै छै ।
पौधा आरू शाकाहारी जानवरऽ के बीच अंतःक्रिया के अलावा, चयापचय विविधता के खोज पर्यावरण के जैविक अनुकूलन आरू जटिल फेनोटाइपिक लक्षणऽ के विकास के शोध म॑ सब महत्वपूर्ण सैद्धांतिक प्रगति स॑ संबंधित छै । आधुनिक एमएस उपकरणक द्वारा प्राप्त आंकड़ाक कें मात्रा मे वृद्धि कें साथ, चयापचय विविधता पर परिकल्पना परीक्षण आब व्यक्तिगत/श्रेणी मेटाबोलाइट अंतर कें पार कयर सकय छै आ अप्रत्याशित पैटर्न कें उजागर करय कें लेल वैश्विक विश्लेषण करय सकय छै. बड़ऽ पैमाना प॑ विश्लेषण के प्रक्रिया म॑ एगो महत्वपूर्ण रूपक छै सार्थक नक्शा के परिकल्पना करै के विचार जेकरऽ उपयोग डाटा के खोज करै लेली करलऽ जाब॑ सकै छै । अतः निष्पक्ष एमएस/एमएस मेटाबोलोमिक्स आरू सूचना सिद्धांत केरऽ वर्तमान संयोजन केरऽ एगो महत्वपूर्ण परिणाम ई छै कि ई एगो सरल मीट्रिक प्रदान करै छै जेकरऽ उपयोग अलग-अलग वर्गीकरण पैमाना प॑ चयापचय विविधता क॑ ब्राउज करै लेली नक्शा के निर्माण लेली करलऽ जाय सकै छै । एहि विधिक मूल आवश्यकता अछि । सूक्ष्म/स्थूल विकास आ सामुदायिक पारिस्थितिकी के अध्ययन।
स्थूल-विकास स्तर पर एहरलिच आरू रेवेन (51) केरऽ पौधा-कीट सह-विकास सिद्धांत केरऽ मूल ई भविष्यवाणी करना छै कि अंतरप्रजाति चयापचय विविधता केरऽ भिन्नता पौधा वंशऽ के विविधीकरण के कारण छै । मुदा, एहि मौलिक कृतिक प्रकाशनक पचास वर्ष मे एहि परिकल्पनाक परीक्षण बहुत कम भेल अछि (52) । एकरऽ बहुत हद तक कारण छै लंबी दूरी के पौधा वंशऽ के पार तुलनीय चयापचय विशेषता के वंशानुगत विशेषता । दुर्लभता कें उपयोग लक्ष्य विश्लेषण विधियक कें लंगर डालय कें लेल कैल जा सकय छै. सूचना सिद्धांत द्वारा संसाधित वर्तमान एमएस/एमएस कार्यप्रवाह अज्ञात मेटाबोलाइट्स (पूर्व मेटाबोलाइट्स चयन कें बिना) कें एमएस/एमएस संरचनात्मक समानता कें मात्रा निर्धारित करयत छै आ इ एमएस/एमएस कें एमएस/एमएस कें एकटा सेट मे बदलयत छै, अइ प्रकार पेशेवर चयापचय मे इ मैक्रो-विकासवादी मॉडलक कें तुलना वर्गीकरण पैमाने मे कैल जायत छै. सरल सांख्यिकीय सूचक। ई प्रक्रिया वंशानुगत विश्लेषण के समान छै, जे बिना पूर्व भविष्यवाणी के विविधीकरण या चरित्र विकास के दर के मात्रा निर्धारित करै लेली अनुक्रम संरेखण के उपयोग करी सकै छै ।
जैव रासायनिक स्तर पर, फर्न आरू जोन्स (53) केरऽ स्क्रीनिंग परिकल्पना स॑ पता चलै छै कि चयापचय विविधता क॑ अलग-अलग स्तर प॑ बनाए रखलऽ जाय छै ताकि कच्चा माल उपलब्ध कराय सक॑ जेकरा स॑ पहल॑ स॑ असंबंधित या प्रतिस्थापित चयापचय पदार्थऽ के जैविक गतिविधियऽ के प्रयोग करलऽ जाय सक॑ । सूचना सिद्धांत विधियक एकटा रूपरेखा प्रदान करयत छै जइ मे मेटाबोलाइट्स विशेषज्ञता कें दौरान घटित इ मेटाबोलाइट्स-विशिष्ट विकासात्मक संक्रमणक कें प्रस्तावित विकासवादी जांच प्रक्रिया कें हिस्सा कें रूप मे मात्रा निर्धारित कैल जा सकय छै: जैविक रूप सं सक्रिय अनुकूलन कम विशिष्टता सं उच्च विशिष्टता कें लेल कोनों देल गेल वातावरण कें निरोधित चयापचय पदार्थ.
कुल मिला क॑ आणविक जीव विज्ञान केरऽ शुरुआती दौर म॑ महत्वपूर्ण पौधा रक्षा सिद्धांत के विकास करलऽ गेलै, आरू निगमनात्मक परिकल्पना-संचालित विधि क॑ व्यापक रूप स॑ वैज्ञानिक प्रगति के एकमात्र साधन मानलऽ जाय छै । एकरऽ बहुत हद तक कारण छै पूरा मेटाबोलोम के मापन के तकनीकी सीमा । यद्यपि परिकल्पना संचालित विधि अन्य कारण तंत्र के चयन म॑ विशेष रूप स॑ उपयोगी छै, लेकिन जैव रासायनिक नेटवर्क के बारे म॑ हमरऽ समझ क॑ आगू बढ़ाबै के ओकरऽ क्षमता समकालीन डाटा-गहन विज्ञान म॑ वर्तमान म॑ उपलब्ध कम्प्यूटेशनल विधि स॑ अधिक सीमित छै । अतः जे सिद्धांत के भविष्यवाणी नै करलऽ जाब॑ सकै छै, वू उपलब्ध आंकड़ऽ के दायरा स॑ बहुत बाहर छै, ई लेली शोध क्षेत्र म॑ प्रगति के काल्पनिक सूत्र/परीक्षण चक्र क॑ समाप्त नै करलऽ जाब॑ सकै छै (4) । हम पूर्वानुमान लगाबै छियै कि यहाँ पेश करलऽ गेलऽ मेटाबोलोमिक्स केरऽ कम्प्यूटेशनल वर्कफ़्लो मेटाबोलिक विविधता केरऽ हाल केरऽ (कैसे) आरू अंतिम (कियैक) मुद्दा म॑ रुचि क॑ पुनः भड़का सकै छै, आरू सैद्धांतिक रूप स॑ निर्देशित डाटा साइंस केरऽ एगो नया युग म॑ योगदान द॑ सकै छै । युग मे ओहि महत्वपूर्ण सिद्धांतक पुनः परीक्षण कयल गेल जे पूर्वक पीढ़ी केँ प्रेरित करैत छल |
प्रत्यक्ष शाकाहारी भोजन एकटा गुलाब खिलय वाला पौधा कें एकटा पीयर रंग कें घड़ा पौधाक कें पत्ता पर दोसर इंस्टार लार्वा या एसएल लार्वा कें पालन करयत कैल जायत छै, जइ मे प्रति पौधा 10 पौधाक कें प्रतिकृति होयत छै. कीड़ाक कें लार्वा कें क्लैंप सं क्लैंप कैल गेलय, आ संक्रमण कें 24 आ 72 घंटा बाद शेष पात कें ऊतक कें एकत्र कैल गेलय आ जल्दी जमल गेलय, आ मेटाबोलाइट्स निकालल गेलय.
अत्यधिक समन्वयित तरीका सं शाकाहारी उपचार कें अनुकरण करूं. विधि कपड़ा कें पैटर्न कें पहियाक कें उपयोग कपड़ा कें माला कें विकास कें चरण कें दौरान पौधा कें तीन पूरा तरह सं विस्तारित पात कें मध्य पट्टी कें प्रत्येक तरफ तीन पंक्तियक कें काँट कें पंचर करनाय, आ तुरंत 1:5 पतला सुश्री लगानाय या पंचर घाव मे एस 1 ओएस डालय कें लेल दस्ताना वाला आँगुरक कें उपयोग करनाय. एकटा पात कें कटाई आ ओकरा संसाधित करूं जैना की ऊपर वर्णित छै. प्राथमिक मेटाबोलाइट्स आ पौधाक हार्मोन ( 54 ) निकालबाक लेल पहिने वर्णित विधिक प्रयोग करू ।
बहिर्जात जेए अनुप्रयोगक कें लेल, प्रत्येक प्रजाति कें छह गुलाब खिलय वाला पौधाक मे सं प्रत्येक कें तीन डंठल पात कें 20μl लैनोलिन पेस्ट सं उपचार कैल जायत छै, जेकरा मे 150μg MeJA (Lan + MeJA), आ 20μl लैनोलिन प्लस घाव उपचार (Lan + W) कें उपयोग कैल जायत छै, या नियंत्रण कें रूप मे 20μl शुद्ध लैनोलिन कें उपयोग कैल जायत छै. पात कें उपचार कें 72 घंटा बाद काटल गेलय, तरल नाइट्रोजन मे स्नैप-फ्रोज कैल गेलय, आ उपयोग तइक -80 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहित कैल गेलय.
हमरऽ शोध समूह म॑ चार जेए आरू ईटी ट्रांसजेनिक लाइन, यानी irAOC (36), irCOI1 (55), irACO आरू sETR1 (48) के पहचान करलऽ गेलऽ छै । irAOC न॑ मजबूती स॑ जेए आरू जेए-आईले केरऽ स्तर म॑ कमी ​​देखैलकै, जबकि irCOI1 जेए के प्रति संवेदनशील नै छेलै । ईवी के तुलना में जेए-आईले के संचय बढ़ल। तहिना irACO ईटी केरऽ उत्पादन म॑ कमी ​​आबै वाला छै, आरू ईवी के तुलना म॑ sETR1, जे ईटी के प्रति असंवेदनशील छै, ईटी के उत्पादन म॑ वृद्धि करतै ।
ईटी मापन गैर-आक्रामक रूप स॑ करै लेली फोटोअकोस्टिक लेजर स्पेक्ट्रोमीटर (सेंसर सेंस ईटीडी-३०० रियल-टाइम ईटी सेंसर) के उपयोग करलऽ जाय छै । उपचार कें तुरंत बाद आधा पात कें काटि क 4 मिलीलीटर कें सील कैल गेल कांच कें शीशी मे स्थानांतरित कैल गेलय, आ हेडस्पेस कें 5 घंटा कें भीतर जमा हुअ देल गेलय. मापन के दौरान प्रत्येक शीशी क॑ 8 मिनट तलक 2 लीटर/घंटा शुद्ध हवा के धारा स॑ फ्लश करलऽ गेलै, जे पहिने सेंसर सेंस द्वारा उपलब्ध कराय देलऽ गेलऽ उत्प्रेरक स॑ गुजरी क॑ CO2 आरू पानी क॑ हटाय देलऽ गेलऽ छेलै ।
माइक्रोएरे डाटा क॑ मूल रूप स॑ (35) म॑ प्रकाशित करलऽ गेलऽ छेलै आरू नेशनल सेंटर फॉर बायोटेक्नोलॉजी इन्फॉर्मेशन (एनसीबीआई) जीन एक्सप्रेशन कम्प्रीहेंसिव डाटाबेस (एक्सेसन नंबर जीएसई30287) म॑ सहेजलऽ गेलऽ छेलै । डब्ल्यू + ओएसएमएस उपचार आ अक्षतिग्रस्त नियंत्रण कें कारण पात सं मेल खायत आंकड़ा अइ अध्ययन कें लेल निकालल गेलय. कच्चा तीव्रता log2 अछि। सांख्यिकीय विश्लेषण सं पहिने आधार रेखा कें रूपांतरित कैल गेलय आ आर सॉफ्टवेयर पैकेज कें उपयोग सं ओकर 75वां परसेंटाइल मे सामान्य कैल गेलय.
निकोटिआना प्रजाति केरऽ मूल आरएनए अनुक्रमण (आरएनए-seq) डाटा एनसीबीआई शॉर्ट रीडिंग आर्काइव (एसआरए) स॑ प्राप्त करलऽ गेलऽ छेलै, परियोजना संख्या PRJNA301787 छै, जेकरऽ रिपोर्ट झोउ एट अल न॑ करलकै । (39) आ (56) मे वर्णित अनुसार आगू बढ़ू। निकोटियाना प्रजाति के अनुरूप डब्ल्यू + डब्ल्यू, डब्ल्यू + ओएसएम आरू डब्ल्यू + ओएसएस1 द्वारा संसाधित कच्चा डाटा क॑ ई अध्ययन म॑ विश्लेषण लेली चुनलऽ गेलऽ छेलै, आरू निम्नलिखित तरीका स॑ संसाधित करलऽ गेलऽ छेलै: सबसें पहलऽ, कच्चा आरएनए-सेक रीडिंग क॑ FASTQ प्रारूप म॑ बदललऽ गेलऽ छेलै । HISAT2 FASTQ कें SAM मे बदलय छै, आ SAMtools SAM फाइल कें सॉर्ट कैल गेल BAM फाइल मे बदलय छै. StringTie के उपयोग जीन अभिव्यक्ति के गणना करै लेली करलऽ जाय छै, आरू एकरऽ अभिव्यक्ति विधि ई छै कि प्रति हजार अनुक्रमित प्रतिलेखन टुकड़ा प्रति हजार आधार टुकड़ा के टुकड़ा होय छै ।
विश्लेषण म॑ प्रयोग करलऽ गेलऽ एक्लेम क्रोमैटोग्राफिक कॉलम (150 मिमी x 2.1 मिमी; कण आकार 2.2μm) आरू 4 मिमी x 4 मिमी गार्ड कॉलम म॑ एक ही सामग्री होय छै । डायोनेक्स अल्टीमेट 3000 अल्ट्रा हाई परफॉर्मेंस लिक्विड क्रोमैटोग्राफी (यूएचपीएलसी) प्रणाली मे निम्नलिखित बाइनरी ढाल कें उपयोग कैल जायत छै: 0 सं 0.5 मिनट, आइसोक्रेटिक 90% ए [विआयनीकृत पानी, 0.1% (v/v) एसीटोनिट्राइल आ 0.05% फॉर्मिक एसिड], 10% बी (एसीटोनिट्राइल आ 0.05% फॉरमिक एसिड); 0.5 सं 23.5 मिनट, ढाल चरण क्रमशः 10% ए आ 90% बी अछि; 23.5 सं 25 मिनट, आइसोक्रेटिक 10% ए आ 90% बी.प्रवाह दर 400μl/मिनट छै. सब एमएस विश्लेषणक कें लेल, कॉलम इल्यूएंट कें एकटा चतुर्ध्रुवीय आ उड़ान कें समय (qTOF) विश्लेषक मे इंजेक्ट करूं जे सकारात्मक आयनीकरण मोड (केशिका वोल्टेज, 4500 वी; केशिका आउटलेट 130 वी; सुखाय कें तापमान 200 डिग्री सेल्सियस; सुखाय वाला हवा कें प्रवाह 10 लीटर/मिनट) मे संचालित इलेक्ट्रोस्प्रे स्रोत सं लैस छै.
समग्र पता लगावय वाला चयापचय प्रोफाइल कें बारे मे संरचनात्मक जानकारी प्राप्त करय कें लेल एमएस / एमएस टुकड़ा विश्लेषण (अइ सं एमएस / एमएस कहल जायत छै) करनाय जे आंकड़ा सं अप्रासंगिक या अभेद्य छै. अंधाधुंध एमएस/एमएस विधि केरऽ अवधारणा ई तथ्य प॑ निर्भर छै कि चतुर्ध्रुव केरऽ बहुत बड़ऽ द्रव्यमान अलगाव विंडो होय छै [अतः, सब द्रव्यमान-आभार अनुपात (m/z) संकेतऽ क॑ टुकड़ा मानलऽ जाय] । ई कारण स॑, चूँकि इम्पैक्ट II उपकरण सीई झुकाव पैदा करै म॑ असमर्थ छेलै, ई लेली बढ़लऽ टक्कर-प्रेरित विच्छेदन टक्कर ऊर्जा (सीई) मान के उपयोग करी क॑ कई स्वतंत्र विश्लेषण करलऽ गेलऽ छेलै । संक्षेप म॑, सबसें पहल॑ एकल मास स्पेक्ट्रोमेट्री मोड (इन-सोर्स विखंडन द्वारा उत्पन्न कम विखंडन परिस्थिति) के उपयोग करी क॑ यूएचपीएलसी-इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण/qTOF-MS द्वारा नमूना के विश्लेषण करलऽ जाय, m/z 50 स॑ 1500 तलक 5 हर्ट्ज के पुनरावृत्ति आवृत्ति प॑ स्कैनिंग करलऽ जाय । एमएस/एमएस विश्लेषण कें लेल नाइट्रोजन कें टक्कर गैस कें रूप मे उपयोग करूं, आ निम्नलिखित चारि अलग-अलग टक्कर-प्रेरित विच्छेदन वोल्टेज पर स्वतंत्र मापन करूं: 20, 30, 40, आ 50 ईवी. पूरा मापन प्रक्रिया म॑ चतुर्ध्रुव म॑ सबस॑ बड़ऽ द्रव्यमान अलगाव विंडो होय छै, जे m/z 50 स॑ ल॑ क॑ 1500 तलक छै.जब॑ सामने केरऽ शरीर m/z आरू अलगाव चौड़ाई प्रयोग क॑ 200 प॑ सेट करलऽ जाय छै त॑ द्रव्यमान सीमा स्वचालित रूप स॑ उपकरण केरऽ ऑपरेटिंग सॉफ्टवेयर आरू 0 Da द्वारा सक्रिय होय जाय छै । एकल द्रव्यमान मोड मे जेना द्रव्यमान टुकड़ा के लेल स्कैन करू। द्रव्यमान अंशांकन कें लेल सोडियम फॉर्मेट (50 मिलीलीटर आइसोप्रोपानोल, 200 μl फॉर्मिक एसिड आ 1 मिलीलीटर 1M NaOH जलीय घोल) कें उपयोग करूं. ब्रूकर केरऽ उच्च-सटीक अंशांकन एल्गोरिथ्म के उपयोग करी क॑, कोनों देलऽ गेलऽ समय अवधि म॑ औसत स्पेक्ट्रम चलाबै के बाद डाटा फाइल क॑ कैलिब्रेट करलऽ जाय छै । कच्चा डाटा फाइल कें नेटसीडीएफ प्रारूप मे बदलय कें लेल डाटा एनालिसिस v4.0 सॉफ्टवेयर (ब्रूक डाल्टन, ब्रेमेन, जर्मनी) कें निर्यात फ़ंक्शन कें उपयोग करूं. एमएस/एमएस डाटा सेट कें ओपन मेटाबोलोमिक्स डाटाबेस मेटाबोलाइट्स (www.ebi.ac.uk) मे एक्सेसन नंबर कें साथ सेव कैल गेल छै. एमटीबीएलएस1471।
कम आ उच्च टक्कर ऊर्जा आ नव लागू नियमक कें लेल एमएस1 आ एमएस/एमएस गुणवत्ता संकेतक कें बीच सहसंबंध विश्लेषण कें माध्यम सं एमएस/एमएस असेंबली कें साकार कैल जा सकय छै. आर स्क्रिप्ट कें उपयोग उत्पाद कें पूर्ववर्ती कें वितरण कें सहसंबंध विश्लेषण कें साकार करय कें लेल करल जाय छै, आरू सी # स्क्रिप्ट (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) कें उपयोग नियमक कें लागू करय कें लेल करल जाय छै.
पृष्ठभूमि शोर आरू केवल कुछ नमूना म॑ कुछ m/z सुविधा के पता लगाबै के कारण गलत सहसंबंध के कारण गलत सकारात्मक त्रुटि क॑ कम करै लेली, हम आर पैकेज XCMS (पृष्ठभूमि शोर सुधार के लेलऽ) के “भरलऽ पीक” फंक्शन के उपयोग करय छै (पृष्ठभूमि शोर सुधार के लेलऽ) के उपयोग “NA” (अनडिटेक्टेड पीक) तीव्रता क॑ बदलै लेली करलऽ जाय । जब भरने पीक फंक्शन का प्रयोग ककया जाता है, तो डाटा सेट म म अखनी भी कई “0′′ तीव्रता मान हहै जो सहसंबंध गणना कको प्रभावित करतय हह.तब, हम भरे पीक फंक्शन कक उपयोग करनय पर प्राप्त डाटा प्रोसेसिंग परिणामों की तुलना करते हह और जब भरे हुए पीक फंक्शन कक उपयोग न करल गेलय हह, और औसत सुधारित अनुमानित मान कक आधार पर बैकग्राउंड शोर मान कक गणना करकय हह, और फिर इ 0 तीव्रता मान कक गणना ककए गए बैकग्राउंड मान स बदलतय हह केवल वैह विशेषता के मानैत छल जकर तीव्रता पृष्ठभूमि मूल्य के तीन गुना बेसी छल आ ओकरा “सच्चा शिखर” मानैत छल | पीसीसी गणना कें लेल, केवल नमूना पूर्ववर्ती (MS1) आ कम सं कम आठ सही चोटी वाला टुकड़ा डाटा सेट कें m/z संकेतक पर विचार कैल जायत छै.
यदि पूरा नमूना म॑ पूर्ववर्ती गुणवत्ता विशेषता केरऽ तीव्रता वही गुणवत्ता विशेषता केरऽ कम तीव्रता स॑ महत्वपूर्ण रूप स॑ सहसंबंधित छै जेकरा कम या उच्च टक्कर ऊर्जा के अधीन करलऽ जाय छै, आरू विशेषता क॑ कैमेरा द्वारा समस्थानिक चोटी के रूप म॑ लेबल नै करलऽ जाय छै, त॑ एकरा आरू परिभाषित करलऽ जाब॑ सकै छै । तखन, 3 s कें भीतर सबटा संभावित पूर्ववर्ती-उत्पाद जोड़ी कें गणना करय सं (पीक रिटेन कें लेल अनुमानित रिटेनशन टाइम विंडो), सहसंबंध विश्लेषण करल जाय छै. तखनहि जखन m/z मान पूर्ववर्ती मान सं कम होयत छै आ MS/MS विखंडन डाटा सेट मे ओही नमूना स्थान पर होयत छै जइ सं पूर्ववर्ती सं इ व्युत्पन्न छै, तखनहि ओकरा टुकड़ा मानल जायत छै.
इ दूनू सरल नियमक कें आधार पर, हम पहचानल गेल पूर्ववर्ती कें m/z सं बेसि m/z मान वाला निर्दिष्ट टुकड़ा कें बाहर करय छै, आ नमूना स्थिति कें आधार पर जतय पूर्ववर्ती प्रकट होय छै आ निर्दिष्ट टुकड़ा. एमएस1 मोड मे उत्पन्न बहुत सं इन-सोर्स टुकड़ा सं उत्पन्न गुणवत्ता सुविधाक कें उम्मीदवार पूर्ववर्ती कें रूप मे चयन करनाय सेहो संभव छै, जेकरा सं अनावश्यक एमएस/एमएस यौगिक उत्पन्न होयत छै. ई डाटा रिडंडेंसी क॑ कम करै लेली अगर स्पेक्ट्रा केरऽ एनडीपी समानता 0.6 स॑ अधिक होय जाय, आरू वू CAMERA द्वारा एनोटेटेड क्रोमैटोग्राम “pcgroup” स॑ संबंधित होय छै, त॑ हम्मं॑ ओकरा मर्ज करी देबै । अंत में, हम अलग-अलग टक्कर ऊर्जा पर एक ही m/z मान वाला सब उम्मीदवार चोटी के बीच सबसें अधिक तीव्रता वाला चोटी के चयन करके पूर्ववर्ती आरू टुकड़े स॑ जुड़लऽ सब चारो सीई परिणाम क॑ अंतिम डिकॉन्वोल्यूटेड कंपोजिट स्पेक्ट्रम म॑ विलय करी दै छियै । बाद केरऽ प्रसंस्करण चरण समग्र स्पेक्ट्रम केरऽ अवधारणा प॑ आधारित छै आरू विखंडन केरऽ संभावना क॑ अधिकतम करै लेली आवश्यक विभिन्न सीई परिस्थिति क॑ ध्यान म॑ रखलऽ जाय छै, कैन्हेंकि कुछ टुकड़ा केरऽ पता केवल एक विशिष्ट टक्कर ऊर्जा के तहत ही लगैलऽ जाब॑ सकै छै ।
मेटाबोलिक प्रोफाइल केरऽ प्रेरकता के गणना करै लेली आरडीपीआई (30) के उपयोग करलऽ गेलऽ छेलै । चयापचय स्पेक्ट्रम विविधता (Hj सूचकांक) मार्टिनेज एट अल द्वारा वर्णित निम्नलिखित समीकरण के उपयोग स॑ एमएस/एमएस आवृत्ति वितरण केरऽ शैनन एन्ट्रोपी के उपयोग करी क॑ एमएस/एमएस पूर्ववर्ती केरऽ प्रचुरता स॑ प्राप्त करलऽ जाय छै । (8) के। Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) जहाँ Pij j-वें नमूना (j = 1, 2,..., m) (i = 1, 2, ..., m) t) म॑ i-th MS/MS केरऽ सापेक्षिक आवृत्ति स॑ मेल खाबै छै ।
चयापचय विशिष्टता (Si सूचकांक) क॑ विचार करलऽ जाय रहलऽ नमूना के बीच आवृत्ति के संबंध म॑ कोनों देलऽ गेलऽ एमएस/एमएस केरऽ अभिव्यक्ति पहचान के रूप म॑ परिभाषित करलऽ गेलऽ छै । एमएस/एमएस विशिष्टता कें गणना Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi) कें रूप मे कैल जैत छै.
प्रत्येक j नमूना के मेटाबोलोम-विशिष्ट δj सूचकांक, आरू MS/MS विशिष्टता के औसत δj = ∑i = 1mPijSi क॑ मापै लेली निम्नलिखित सूत्र के प्रयोग करलऽ जाय
एमएस/एमएस स्पेक्ट्रा क॑ जोड़ी म॑ संरेखित करलऽ जाय छै, आरू समानता के गणना दूनू स्कोर के आधार प॑ करलऽ जाय छै । सबसे पहले, मानक एनडीपी (कोसाइन सहसंबंध विधि के रूप मे भी जाना जाता है) का उपयोग करकय, स्पेक्ट्रा एनडीपी = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 जहाँ S1 आरू S2 तदनुसार, स्पेक्ट्रम 1 आरू स्पेक्ट्रम 2 के साथ-साथ WS1, i आरू WS2, i के बीच खंड समानता क॑ स्कोर करै लेली निम्नलिखित समीकरण के प्रयोग करलऽ जाय चोटी तीव्रता के आधार पर वजन क॑ दर्शाबै छै कि दूनू स्पेक्ट्रा के बीच i-th सामान्य शिखर के अंतर 0.01 Da स॑ कम छै । वजन कें गणना निम्नलिखित छै: W = [पीक तीव्रता] m [गुणवत्ता] n, m = 0.5, n = 2, जैना कि मासबैंक द्ववारा सुझाव देल गेल छै.
एकटा दोसर स्कोरिंग विधि लागू कैल गेलय, जेकरा मे एमएस/एमएस कें बीच साझा एनएल कें विश्लेषण शामिल छल. एकरा लेली, हमन॑ एमएस विखंडन प्रक्रिया के दौरान अक्सर सामना करलऽ जाय वाला 52 एनएल सूची के उपयोग एक साथ करलऽ गेलै, आरू अधिक विशिष्ट एनएल (डेटा फाइल एस 1) जेकरा पहिने कमजोर नेपेंथेस प्रजाति ( 9, 26) के माध्यमिक मेटाबोलाइट्स के एमएस/एमएस स्पेक्ट्रम के लेलऽ एनोटेशन करलऽ गेलऽ छै । प्रत्येक एमएस/एमएस के लेल 1 आ 0 के बाइनरी वेक्टर बनाउ, जे क्रमशः किछु एनएल के वर्तमान आ गैर-मौजूद के अनुरूप होयत. यूक्लिडियन दूरी समानता के आधार पर, एनएल समानता स्कोर के गणना बाइनरी एनएल वैक्टर के प्रत्येक जोड़ी के लेलऽ करलऽ जाय छै ।
ड्यूल क्लस्टरिंग करय लेली, हमन॑ आर पैकेज DiffCoEx के उपयोग करलकै, जे भारित जीन सह-अभिव्यक्ति विश्लेषण (WGCNA) केरऽ एक विस्तार प॑ आधारित छै । एमएस/एमएस स्पेक्ट्रा के एनडीपी आरू एनएल स्कोरिंग मैट्रिक्स के उपयोग करी क॑ हमन॑ तुलनात्मक सहसंबंध मैट्रिक्स के गणना करै लेली DiffCoEx के प्रयोग करलकै । बाइनरी क्लस्टरिंग “cutreeDynamic” पैरामीटर क॑ विधि = “हाइब्रिड”, cutHeight = 0.9999, deepSplit = T, आरू minClusterSize = 10 प॑ सेट करी क॑ करलऽ जाय छै.DiffCoEx केरऽ आर स्रोत कोड क॑ अतिरिक्त फाइल 1 स॑ टेसन एट अल द्वारा डाउनलोड करलऽ गेलऽ छेलै । (57) ; आवश्यक आर डब्ल्यूजीसीएनए सॉफ्टवेयर पैकेज https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA मे भेट सकय छै.
एमएस/एमएस आणविक नेटवर्क विश्लेषण करय के क्रम म॑, हमन॑ एनडीपी आरू एनएल समानता प्रकार के आधार प॑ युग्मित स्पेक्ट्रल कनेक्टिविटी के गणना करलकै, आरू CyFilescape yFiles लेआउट एल्गोरिथ्म विस्तार अनुप्रयोग म॑ जैविक लेआउट के उपयोग करी क॑ नेटवर्क टोपोलॉजी क॑ विजुअलाइज करै लेली साइटोस्केप सॉफ्टवेयर के उपयोग करलकै ।
डेटा पर सांख्यिकीय विश्लेषण करय कें लेल आर संस्करण 3.0.1 कें उपयोग करूं. सांख्यिकीय महत्व के आकलन विचरण के द्वि-तरफा विश्लेषण (एनोवा) के उपयोग स॑ करलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा बाद ट्यूकी केरऽ ईमानदारी स॑ महत्वपूर्ण अंतर (एचएसडी) तदर्थ परीक्षण करलऽ गेलऽ छेलै । शाकाहारी उपचार आरू नियंत्रण के बीच के अंतर के विश्लेषण करै लेली स्टूडेंट के टी परीक्षण के उपयोग करी क॑ एक ही विचरण वाला नमूना के दू समूह के दू-पूंछ वाला वितरण के विश्लेषण करलऽ गेलऽ छेलै ।
एहि लेख के लेल पूरक सामग्री के लेल कृपया http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1 देखू
ई क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन-गैर-व्यावसायिक लाइसेंस के शर्तऽ के तहत वितरित एगो खुला पहुँच वाला लेख छै, जेकरा म॑ कोनो भी माध्यम म॑ उपयोग, वितरण आरू प्रजनन के अनुमति मिलै छै, जब॑ तलक कि अंतिम उपयोग व्यावसायिक लाभ लेली नै छै आरू आधार ई छै कि मूल रचना सही छै । संदर्भ।
नोट: हम अहां सं केवल अपन ईमेल पता देबय लेल कहैत छी जाहि सं अहां जे व्यक्ति के पेज पर सिफारिश करय छी ओकरा पता चलय जे अहां चाहय छी जे ओ ईमेल देखय आओर ई स्पैम नहिं अछि. हम कोनो ईमेल पता कैप्चर नहि करब।
एहि प्रश्नक उपयोग ई परीक्षण करबाक लेल कएल जाइत अछि जे अहाँ विजिटर छी वा नहि आ स्वचालित स्पैम जमा करबा सँ रोकल जाइत अछि ।
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