转录组和代谢组联合分析在植物中的应用研究

随着测序技术及质谱技术的发展,获得高通量的测序数据和质谱数据的方法越来越方便,系统生物学通过整合生物系统中诸多相互联系和作用的组分以研究复杂生物过程的机制.组学是基于高通量分析的系统生物学研究,依据研究对象可以分为基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等,不同组学分别从不同的层面反应基因结构信息、转录水平、蛋白质丰度及生理代谢等情况.随着组学技术的不断发展,多组学联合分析已被广泛应用于植物复杂的生物学机制的解析,其中转录组和代谢组是比较成熟、深入和简便的技术.在转录组和代谢组联合分析中,转录组中的差异表达基因与代谢组检测到的差异代谢物进行关联分析,可以从原因和结果两个层次分析植物体内在变化,锁定与代谢物变化的重点通路,进而构建核心调控网络,从而揭示其内在规律.转录组与代谢组的关联分析方法主要包含以下内容:基于KEGG通路的注释和富集分析、基于皮尔逊的相关性分析和基于降维的模型构建确定关联关系.转录组与代谢组联合分析的方法已在许多重要的农作物上应用,包含小麦、大豆、番茄、玉米、棉花、烟草和水稻等.笔者综述了近年来国内外转录组和代谢组联合分析在植物逆境胁迫和生长发育方面的研究进展,为作物育种和机制研究提供了一定理论基础,也为无参考基因组的非模式植物研究提供一种新思路.