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内容来源于Trends in plant science
近年来，植物天然产物（NPs）的生物合成研究取得了重大进展，而质谱成像技术（MSI）作为一种强大的工具，在揭示NPs的时空分布和代谢物-基因关系方面发挥着越来越重要的作用。NPs，也称为次生代谢产物，对植物防御和人类应用至关重要。然而，从植物中获取NPs面临着诸多挑战，例如含量低、环境问题等。为了克服这些挑战，科学家们一直在努力破译NPs的生物合成途径，并发现相应的酶。
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近日中国药科大学李彬团队针对质谱成像这一种无标记次生代谢产物成像技术进行了综述及观点阐述发表在Trends in plant science杂志 。MSI能够对复杂植物组织进行高分辨率的空间化学分析，从而可视化代谢物在组织中的分布。通过将代谢物定位与基因表达模式联系起来，MSI可以帮助识别与NPs生物合成相关的基因功能。尽管MSI在这一领域尚未得到充分利用，但研究人员认为，扩大MSI的应用范围可以揭示调控植物次生代谢产物形成机制和生物合成途径。本文回顾了MSI在植物NPs生物合成研究中的重要作用，强调了其在揭示代谢物-基因空间关系方面的潜力。作者认为，MSI可以帮助绘制NPs的异质空间分布图，协助发现和表征NPs相关基因和酶，并研究NPs生物合成的调控机制。例如，研究人员利用MSI技术，成功地可视化了11种生物碱、10种倍半萜和13种其他代谢物在石斛茎中的空间分布。基于MSI提供的信息，研究人员进一步提出了主要生物碱成分石斛碱的生物合成途径和积累模式。随着MSI技术的不断发展，其在单细胞或亚细胞成像、提高定量分析和跨模态整合等方面的应用前景十分广阔。MSI有望成为未来NPs研究中一种可靠且常规的化学成像工具。这项研究将激励更多研究人员利用MSI提供的空间信息，深入了解代谢物和基因在植物代谢景观中的相互作用。
https://doi.org/10.1016/j.tplants.2024.08.002
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