GC-MS 非靶標代謝組學是通過氣質聯用（GC-MS）方法檢測生物體受外界刺激前后體內大多數小分子代謝物的動態變化，重點尋找在實驗組和對照組中有顯著變化的代謝物，對差異代謝物進行通路分析，進而研究這些代謝物與生理病理變化的相關關系，揭示其變化的生理機制，可為疾病標志物開發，疾病發病機制和藥物治療機制等研究提供線索和方向。其研究對象大都是分子量 1500 Da 以內的易揮發、極性較弱的小分子物質。

技術優勢

1、偏向于易揮發、分子量不太大的代謝物的檢測；

2、樣本無需特殊處理且一次進樣分析即可；

3、較高的靈敏度、分辨率；

4、高通量。

應用方向

基礎醫學：生物標志物，疾病機理機制，疾病分型，個性化治療等； 

生物醫藥：藥物作用機理，藥效評價，藥物開發等；

農林領域：植物逆境生物學研究，生長發育研究，藥用植物活性成分鑒定，農作物農藝性狀研究等； 

微生物領域：致病機理，耐藥機制，病原體 - 宿主相互作用研究等；

食品科學與營養學：食品成分及質量，食品體內過程，食品功能； 

畜牧業：肉類及乳品質研究，致病機理研究等；

海洋水產：漁業資源，海水養殖，漁業環境與水產品安全等；

生物能源、環境科學領域：發酵過程優化，生物燃料生產，環境危定風險評估研究等；

推薦文獻列表

文獻案例

背景介紹：

植物物候學對生物圈具有至關重要的生物學、物理和化學作用。物候驅動因素已得到廣泛研究， 但尚未考慮植物微生物群，尤其是根際微生物群的作用。植物根際擁有多種多樣的微生物群落，在植物的生長和繁殖中起著至關重要的作用。根際微生物群可以抵御病原體，通過產生植物激素來改善生長，并且可以幫助植物抵御環境干擾，還可以促進表型變化，這對于我們對氣候變化中植物物候的理解和增加作物產量具有重要意義。

研究思路

結果速遞

GC-MS 非靶向代謝組學分析發現，兩個擬南芥品系（Wt 和pgr5）共有34 種差異代謝物，涉及10 條代謝途徑。與 pgr5 相比，Wt 中有 4 條代謝途徑上調。胸腺嘧啶是差異最大的代謝物，可被細菌降解。Wt 培養物中氨基酸的濃度通常較高，這可能與枯草芽孢桿菌在土壤中的豐度較高有關，因為氨基酸是趨化因子。在 Wt 培養物中色氨酸及其衍生物、酚和一些羧酸滲出量較高。與假說不同，這些代謝組學結果表明滲出液會影響根際微生物群。

IAA 是一種重要的植物生長素，具有調節花誘導信號的作用。微生物可以利用 Trp 合成 IAA。Wt 組代謝物中富含Trp 及其衍生物，因此微生物產生的 IAA 可以通過新型分子網絡控制開花時間。作者通過向水培培養物中添加Trp、5- 羥色氨酸和 IAA 并監測各株系的開花時間來探索 IAA 延遲開花時間的可能性，結果表明 IAA 是延遲開花時間的直接驅動力。開花相關基因表達的變化進一步支持了 IAA 在調節開花時間中的作用。

圖 1. A：Wt 組和 pgr5 組根系分泌物的 PCA 圖；B：Wt 和 pgr5 組差異代謝物的相關代謝途徑；C、D：Wt 和 pgr5 培養物土壤中色氨酸（Trp）和吲哚 -3- 乙酸（IAA）含量。