பல்வேறு தாவரப் பாதுகாப்பு கோட்பாடுகள், தாவரங்களின் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றத்தின் வடிவங்களை விளக்குவதற்கு முக்கியமான கோட்பாட்டு வழிகாட்டுதலை வழங்குகின்றன, ஆனால் அவற்றின் முக்கிய கணிப்புகள் இன்னும் சோதிக்கப்பட வேண்டியுள்ளது. இங்கே, நாங்கள் பாரபட்சமற்ற டேன்டம் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (MS/MS) பகுப்பாய்வைப் பயன்படுத்தி, தனித்தனி தாவரங்கள் முதல் இனக்கூட்டங்கள் மற்றும் நெருங்கிய தொடர்புடைய இனங்கள் வரையிலான புகையிலையின் வீரியம் குறைந்த திரிபுகளின் வளர்சிதை மாற்றத்தொகுதியை முறையாக ஆராய்ந்தோம். மேலும், உகந்த பாதுகாப்பு (OD) மற்றும் நகரும் இலக்கு (MT) கோட்பாடுகளின் முக்கிய கணிப்புகளைச் சோதிப்பதற்காக, தகவல் கட்டமைப்பில் உள்ள சேர்ம நிறமாலைகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஏராளமான மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரிக் பண்புக் கோட்பாடுகளைச் செயலாக்கினோம். தாவர வளர்சிதை மாற்றவியலின் தகவல் கூறு, OD கோட்பாட்டுடன் ஒத்துப்போகிறது, ஆனால் தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்ற இயக்கவியல் குறித்த MT கோட்பாட்டின் முக்கிய கணிப்புக்கு முரணாக உள்ளது. நுண் பரிணாம அளவிலிருந்து பேரினப் பரிணாம அளவு வரை, ஜாஸ்மோனேட் சமிக்ஞை OD-யின் முக்கிய நிர்ணயமாக அடையாளம் காணப்பட்டது, அதே நேரத்தில் எத்திலீன் சமிக்ஞை, MS/MS மூலக்கூறு வலையமைப்பால் குறிக்கப்பட்ட தாவர உண்ணி-குறிப்பிட்ட பதிலின் நுண் சரிசெய்தலை வழங்கியது.
பல்வேறு கட்டமைப்புகளைக் கொண்ட சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள், தாவரங்கள் சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்ப தங்களைத் தகவமைத்துக் கொள்வதில், குறிப்பாக எதிரிகளிடமிருந்து தற்காத்துக் கொள்வதில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன (1). தாவரங்களில் காணப்படும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றத்தின் வியக்கத்தக்க பன்முகத்தன்மை, அதன் சூழலியல் செயல்பாடுகளின் பல அம்சங்கள் குறித்த பல தசாப்த கால ஆழமான ஆராய்ச்சியைத் தூண்டியுள்ளது. மேலும், தாவர-பூச்சி இடைவினைகளின் பரிணாம மற்றும் சூழலியல் வளர்ச்சியான தாவரப் பாதுகாப்பு கோட்பாடுகளின் நீண்ட பட்டியலையும் இது உருவாக்கியுள்ளது. அனுபவ ஆராய்ச்சி முக்கியமான வழிகாட்டுதலை வழங்குகிறது (2). இருப்பினும், இந்த தாவரப் பாதுகாப்பு கோட்பாடுகள், கருதுகோள் அனுமான பகுத்தறிவின் நெறிமுறைப் பாதையைப் பின்பற்றவில்லை. அதில், முக்கிய கணிப்புகள் ஒரே பகுப்பாய்வு மட்டத்தில் இருந்தன (3) மற்றும் கோட்பாட்டு வளர்ச்சியின் அடுத்த சுழற்சியை முன்னேற்றுவதற்காக சோதனை ரீதியாக சோதிக்கப்பட்டன (4). தொழில்நுட்ப வரம்புகள், தரவு சேகரிப்பை குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்ற வகைகளுக்குள் கட்டுப்படுத்துகின்றன மற்றும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களின் விரிவான பகுப்பாய்வை விலக்குகின்றன. இதனால், கோட்பாட்டு வளர்ச்சிக்கு அவசியமான வகைகளுக்கு இடையேயான ஒப்பீடுகளைத் தடுக்கின்றன (5). விரிவான வளர்சிதை மாற்றவியல் தரவுகளின் பற்றாக்குறை மற்றும் வெவ்வேறு தாவரக் குழுக்களுக்கு இடையேயான வளர்சிதை மாற்ற வெளியின் செயலாக்கப் பணிப்பாய்வை ஒப்பிடுவதற்கான ஒரு பொதுவான அளவுகோல் இல்லாதது, இத்துறையின் அறிவியல் முதிர்ச்சியைத் தடுக்கிறது.
டேன்டம் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (MS/MS) மெட்டபாலோமிக்ஸ் துறையில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள், ஒரு குறிப்பிட்ட சிஸ்டம் கிளேடின் இனங்களுக்கு உள்ளேயும் இடையேயும் உள்ள வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்களை விரிவாக வகைப்படுத்த முடியும், மேலும் இந்த சிக்கலான கலவைகளுக்கு இடையிலான கட்டமைப்பு ஒற்றுமையைக் கணக்கிட கணக்கீட்டு முறைகளுடன் இணைக்கப்படலாம். வேதியியலில் முன் அறிவு (5). பகுப்பாய்வு மற்றும் கணினிமயமாக்கலில் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்களின் கலவையானது, வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மையின் சூழலியல் மற்றும் பரிணாமக் கோட்பாடுகளால் செய்யப்பட்ட பல கணிப்புகளின் நீண்ட கால சோதனைக்கு அவசியமான கட்டமைப்பை வழங்குகிறது. ஷானன் (6) 1948 இல் தனது முக்கிய கட்டுரையில் முதன்முறையாக தகவல் கோட்பாட்டை அறிமுகப்படுத்தினார், இது தகவலின் கணித பகுப்பாய்விற்கு அடித்தளமிட்டது, இது அதன் அசல் பயன்பாட்டைத் தவிர பல துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மரபணுவியலில், வரிசைமுறை பாதுகாப்புத் தகவலை அளவிட தகவல் கோட்பாடு வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது (7). டிரான்ஸ்கிரிப்டோமிக்ஸ் ஆராய்ச்சியில், தகவல் கோட்பாடு டிரான்ஸ்கிரிப்டோமில் ஏற்படும் ஒட்டுமொத்த மாற்றங்களை பகுப்பாய்வு செய்கிறது (8). முந்தைய ஆராய்ச்சியில், தாவரங்களில் திசு மட்டத்தில் வளர்சிதை மாற்ற நிபுணத்துவத்தை விவரிக்க, தகவல் கோட்பாட்டின் புள்ளிவிவரக் கட்டமைப்பை மெட்டபாலோமிக்ஸுக்குப் பயன்படுத்தினோம் (9). இங்கு, தாவர உண்ணிகளால் தூண்டப்படும் வளர்சிதைமாற்றத் தொகுப்பின் தாவரப் பாதுகாப்புக் கோட்பாட்டின் முக்கிய கணிப்புகளை ஒப்பிடுவதற்காக, பொது நாணயத்தில் உள்ள வளர்சிதைமாற்றப் பன்முகத்தன்மையால் வகைப்படுத்தப்படும் தகவல் கோட்பாட்டின் புள்ளியியல் கட்டமைப்புடன் MS/MS-அடிப்படையிலான பணிப்பாய்வை நாங்கள் இணைக்கிறோம்.
தாவரப் பாதுகாப்பின் கோட்பாட்டு கட்டமைப்புகள் பொதுவாக ஒன்றுக்கொன்று தொடர்புடையவை மற்றும் இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கப்படலாம்: ஒன்று, உகந்த பாதுகாப்பு (OD) (10), நகரும் இலக்கு (MT) (11) மற்றும் தோற்றக் கோட்பாடு (12) போன்ற பாதுகாப்பு செயல்பாடுகளின் அடிப்படையில் தாவர-குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றங்களின் விநியோகத்தை விளக்க முயற்சிப்பவை; மற்றொன்று, வளங்களின் கிடைக்கும் தன்மையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் தாவர வளர்ச்சியையும், கார்பன் போன்ற சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களின் திரட்சியையும் எவ்வாறு பாதிக்கின்றன என்பதற்கான இயந்திரவியல் விளக்கங்களைத் தேடுபவை: ஊட்டச்சத்து சமநிலை கருதுகோள் (13), வளர்ச்சி விகித கருதுகோள் (14), மற்றும் வளர்ச்சி மற்றும் வேறுபடுத்தல் சமநிலை கருதுகோள் (15). இந்த இரண்டு கோட்பாடுகளும் வெவ்வேறு பகுப்பாய்வு நிலைகளில் உள்ளன (4). இருப்பினும், செயல்பாட்டு மட்டத்தில் பாதுகாப்பு செயல்பாடுகளை உள்ளடக்கிய இரண்டு கோட்பாடுகள் தாவரங்களின் உள்ளார்ந்த மற்றும் தூண்டக்கூடிய பாதுகாப்புகள் பற்றிய உரையாடலில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன: OD கோட்பாடு, இது தாவரங்கள் தங்களுக்குத் தேவைப்படும்போது மட்டுமே, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு புல் விலங்கு தாக்கும்போது, ​​அவற்றின் விலையுயர்ந்த இரசாயன பாதுகாப்புகளில் முதலீடு செய்கின்றன என்று கருதுகிறது, எனவே, எதிர்கால தாக்குதலின் சாத்தியக்கூறுக்கு ஏற்ப, பாதுகாப்பு செயல்பாடு கொண்ட சேர்மம் ஒதுக்கப்படுகிறது (10); MT கருதுகோள், திசைசார்ந்த வளர்சிதை மாற்ற மாற்றத்தின் அச்சு எதுவும் இல்லை, ஆனால் வளர்சிதை மாற்றம் தோராயமாக மாறுகிறது, இதனால் தாக்கும் தாவர உண்ணிகளின் வளர்சிதை மாற்ற "இயக்க இலக்கை" தடுப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை உருவாக்குகிறது என்று முன்மொழிகிறது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இந்த இரண்டு கோட்பாடுகளும் தாவர உண்ணிகளின் தாக்குதலுக்குப் பிறகு ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்ற மறுவடிவமைப்பு பற்றி எதிர் கணிப்புகளை முன்வைக்கின்றன: பாதுகாப்பு செயல்பாட்டுடன் கூடிய வளர்சிதை மாற்றங்களின் ஒரு திசை குவிப்பு (OD) மற்றும் திசையற்ற வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்கள் (MT) (11) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவு.
OD மற்றும் MT கருதுகோள்கள், வளர்சிதை மாற்றத்தில் தூண்டப்பட்ட மாற்றங்களை மட்டுமல்லாமல், இந்த வளர்சிதை மாற்றங்களின் திரட்சியின் சூழலியல் மற்றும் பரிணாம விளைவுகளையும் உள்ளடக்கியுள்ளன, அதாவது ஒரு குறிப்பிட்ட சூழலியல் சூழலில் இந்த வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்களின் தகவமைப்பு செலவுகள் மற்றும் நன்மைகள் (16). இரண்டு கருதுகோள்களும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களின் பாதுகாப்பு செயல்பாட்டை அங்கீகரித்தாலும், அவை விலை உயர்ந்ததாக இருக்கலாம் அல்லது இல்லாமல் இருக்கலாம், OD மற்றும் MT கருதுகோள்களை வேறுபடுத்தும் முக்கிய கணிப்பு, தூண்டப்பட்ட வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்களின் திசையில் உள்ளது. OD கோட்பாட்டின் கணிப்பு இதுவரை அதிக சோதனை கவனத்தைப் பெற்றுள்ளது. இந்த சோதனைகளில் பசுமை இல்லங்கள் மற்றும் இயற்கை நிலைமைகளில் குறிப்பிட்ட சேர்மங்களின் வெவ்வேறு திசுக்களின் நேரடி அல்லது மறைமுக பாதுகாப்பு செயல்பாடுகள் மற்றும் தாவர வளர்ச்சியின் கட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் பற்றிய ஆய்வு அடங்கும் (17-19). இருப்பினும், இதுவரை, எந்தவொரு உயிரினத்தின் வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மையின் உலகளாவிய விரிவான பகுப்பாய்விற்கான பணிப்பாய்வு மற்றும் புள்ளிவிவர கட்டமைப்பு இல்லாததால், இரண்டு கோட்பாடுகளுக்கும் இடையிலான முக்கிய வேறுபாடு கணிப்பு (அதாவது, வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்களின் திசை) சோதிக்கப்படாமல் உள்ளது. இங்கே, நாங்கள் அத்தகைய ஒரு பகுப்பாய்வை வழங்குகிறோம்.
தாவர-குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றங்களின் மிக முக்கியமான பண்புகளில் ஒன்று, தனித்த தாவரங்கள், இனக்கூட்டங்கள் முதல் ஒத்த இனங்கள் வரை அனைத்து மட்டங்களிலும் அவற்றின் தீவிர கட்டமைப்பு பன்முகத்தன்மை ஆகும் (20). சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களில் பல அளவு மாற்றங்களை இனக்கூட்ட அளவில் காண முடியும், அதே நேரத்தில் வலுவான தர வேறுபாடுகள் பொதுவாக இன மட்டத்தில் பராமரிக்கப்படுகின்றன (20). எனவே, தாவர வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மை என்பது செயல்பாட்டு பன்முகத்தன்மையின் முக்கிய அம்சமாகும், இது வெவ்வேறு வாழிடங்களுக்கு ஏற்ப தகவமைத்துக் கொள்ளும் திறனைப் பிரதிபலிக்கிறது, குறிப்பாக சிறப்பு பூச்சிகள் மற்றும் பொதுவான தாவர உண்ணிகளால் வெவ்வேறு படையெடுப்பு சாத்தியக்கூறுகளைக் கொண்ட வாழிடங்களுக்கு (21). தாவர-குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றங்கள் இருப்பதற்கான காரணங்கள் குறித்த ஃபிரான்கெலின் (22) முன்னோடியான கட்டுரையிலிருந்து, பல்வேறு பூச்சிகளுடனான தொடர்புகள் முக்கியமான தேர்வு அழுத்தங்களாகக் கருதப்படுகின்றன, மேலும் இந்த தொடர்புகள் பரிணாம வளர்ச்சியின் போது தாவரங்களை வடிவமைத்ததாக நம்பப்படுகிறது. வளர்சிதை மாற்ற பாதை (23). சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களின் பன்முகத்தன்மையில் உள்ள இனங்களுக்கிடையேயான வேறுபாடுகள், தாவர உண்ணி உத்திகளுக்கு எதிரான தாவரங்களின் உள்ளார்ந்த மற்றும் தூண்டக்கூடிய பாதுகாப்புடன் தொடர்புடைய உடலியல் சமநிலையையும் பிரதிபலிக்கக்கூடும், ஏனெனில் இரண்டு இனங்களும் பெரும்பாலும் ஒன்றுக்கொன்று எதிர்மறையாக தொடர்புடையவை (24). எல்லா நேரங்களிலும் ஒரு நல்ல பாதுகாப்பை பராமரிப்பது நன்மை பயக்கும் என்றாலும், பாதுகாப்புடன் தொடர்புடைய சரியான நேரத்தில் நிகழும் வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்கள், தாவரங்கள் மதிப்புமிக்க வளங்களை மற்ற உடலியல் முதலீடுகளுக்கு (19, 24) ஒதுக்க அனுமதிப்பதில் தெளிவான நன்மைகளை வழங்குகின்றன, மேலும் கூட்டுவாழ்வின் தேவையைத் தவிர்க்கின்றன. பக்க சேதம் (25). கூடுதலாக, பூச்சி தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களின் இந்த மறுசீரமைப்புகள், இனத்தொகையில் அழிவுகரமான பரவலுக்கு (26) வழிவகுக்கலாம், மேலும் இனத்தொகையில் பராமரிக்கப்படக்கூடிய ஜாஸ்மோனிக் அமில (JA) சமிக்ஞையில் ஏற்படும் கணிசமான இயற்கை மாற்றங்களின் நேரடி அளவீடுகளைப் பிரதிபலிக்கலாம். உயர் மற்றும் குறைந்த JA சமிக்ஞைகள் என்பவை தாவர உண்ணிகளுக்கு எதிரான பாதுகாப்பு மற்றும் குறிப்பிட்ட இனங்களுடனான போட்டி ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான சமரசங்கள் ஆகும் (27). கூடுதலாக, சிறப்பு வளர்சிதை மாற்ற உயிரியக்கவியல் பாதைகள் பரிணாம வளர்ச்சியின் போது விரைவான இழப்பு மற்றும் உருமாற்றத்திற்கு உள்ளாகும், இதன் விளைவாக நெருங்கிய தொடர்புடைய இனங்களிடையே திட்டுகளான வளர்சிதை மாற்றப் பரவல் ஏற்படுகிறது (28). இந்த பல்லுருவங்கள், மாறிவரும் தாவர உண்ணி முறைகளுக்கு (29) பதிலளிக்கும் விதமாக விரைவாக நிறுவப்படலாம், அதாவது தாவர உண்ணி சமூகங்களின் ஏற்ற இறக்கமே வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மையை இயக்கும் ஒரு முக்கிய காரணியாகும்.
இங்கே, நாங்கள் குறிப்பாகப் பின்வரும் சிக்கல்களைத் தீர்த்தோம். (I) தாவர உண்ணிப் பூச்சி தாவர வளர்சிதைமாற்ற அமைப்பை எவ்வாறு மறுசீரமைக்கிறது? (II) நீண்டகாலப் பாதுகாப்புக் கோட்பாட்டின் கணிப்புகளைச் சோதிக்க, அளவிடக்கூடிய வளர்சிதைமாற்ற நெகிழ்வுத்தன்மையின் முக்கியத் தகவல் கூறுகள் யாவை? (III) தாக்குபவருக்குத் தனித்துவமான முறையில் தாவர வளர்சிதைமாற்ற அமைப்பை மறுநிரல் செய்ய வேண்டுமா, அப்படியானால், ஒரு குறிப்பிட்ட வளர்சிதைமாற்றப் பதிலை வடிவமைப்பதில் தாவர ஹார்மோன் என்ன பங்கு வகிக்கிறது, மேலும் எந்த வளர்சிதைமாற்றப் பொருட்கள் பாதுகாப்பின் இனத் தனித்தன்மைக்கு பங்களிக்கின்றன? (IV) பல பாதுகாப்புக் கோட்பாடுகளால் செய்யப்படும் கணிப்புகளை உயிரியல் திசுக்களின் அனைத்து நிலைகளுக்கும் நீட்டிக்க முடியும் என்பதால், ஏற்படும் வளர்சிதைமாற்றப் பதில், அக ஒப்பீட்டிலிருந்து இனங்களுக்கிடையேயான ஒப்பீடு வரை எவ்வளவு சீராக உள்ளது என்று நாங்கள் கேட்டோம். இதற்காக, நாங்கள் புகையிலை நிக்கோடினின் இலை வளர்சிதை மாற்றத்தை முறையாக ஆய்வு செய்தோம். இது வளமான சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றத்தைக் கொண்ட ஒரு சூழலியல் மாதிரித் தாவரமாகும், மேலும் இது இரண்டு உள்ளூர் தாவர உண்ணிகளான லெபிடோப்டெரா டாட்டுரா (MS) (மிகவும் ஆக்ரோஷமானது, முக்கியமாக உண்ணப்படுவது) சோலனேசி மற்றும் ஸ்போடோப்டெரா லிட்டோரலிஸ் (SL) ஆகியவற்றின் லார்வாக்களுக்கு எதிராக திறம்பட செயல்படுகிறது. பருத்தி இலைப்புழுக்கள் ஒரு வகையான "பேரினம்" ஆகும், சோலனேசி மற்றும் பிற பேரினங்கள் மற்றும் குடும்பங்களைச் சேர்ந்த தாவரங்களை உணவாகக் கொள்கின்றன. நாங்கள் MS/MS வளர்சிதை மாற்ற நிறமாலையைப் பகுப்பாய்வு செய்து, OD மற்றும் MT கோட்பாடுகளை ஒப்பிடுவதற்காக தகவல் கோட்பாட்டு புள்ளிவிவர விவரிப்பான்களைப் பிரித்தெடுத்தோம். முக்கிய வளர்சிதை மாற்றங்களின் அடையாளத்தை வெளிப்படுத்த சிறப்பு வரைபடங்களை உருவாக்கினோம். தாவர ஹார்மோன் சமிக்ஞைக்கும் OD தூண்டலுக்கும் இடையிலான இணை மாறுபாட்டை மேலும் பகுப்பாய்வு செய்ய, இந்த பகுப்பாய்வு N. nasi இன் உள்ளூர் இனத்தொகை மற்றும் நெருங்கிய தொடர்புடைய புகையிலை இனங்களுக்கும் நீட்டிக்கப்பட்டது.
தாவர உண்ணி புகையிலையின் இலை வளர்சிதை மாற்றத்தின் நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் அமைப்பு பற்றிய ஒரு ஒட்டுமொத்த வரைபடத்தைப் பெறுவதற்காக, தாவரச் சாறுகளிலிருந்து உயர்-தெளிவுத்திறன் தரவு சார்பற்ற MS/MS நிறமாலைகளை விரிவாகச் சேகரித்து பிரித்தெடுக்க, முன்னர் உருவாக்கப்பட்ட பகுப்பாய்வு மற்றும் கணக்கீட்டுப் பணிப்பாய்வைப் பயன்படுத்தினோம் (9). இந்த வேறுபடுத்தப்படாத முறை (MS/MS என்று அழைக்கப்படுகிறது) தேவையற்ற சேர்ம நிறமாலைகளை உருவாக்க முடியும், அவை இங்கு விவரிக்கப்பட்டுள்ள அனைத்து சேர்ம-நிலை பகுப்பாய்வுகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படலாம். இவ்வாறு பிரித்தெடுக்கப்பட்ட தாவர வளர்சிதை மாற்றங்கள் பல்வேறு வகைகளாகும், நூற்றுக்கணக்கான முதல் ஆயிரக்கணக்கான வளர்சிதை மாற்றங்களைக் கொண்டுள்ளன (இங்கு சுமார் 500-1000-s/MS/MS). இங்கு, தகவல் கோட்பாட்டின் கட்டமைப்பில் வளர்சிதை மாற்ற நெகிழ்வுத்தன்மையைக் கருத்தில் கொண்டு, வளர்சிதை மாற்ற அதிர்வெண் பரவலின் ஷானன் என்ட்ரோபியின் அடிப்படையில் வளர்சிதை மாற்றத்தின் பன்முகத்தன்மை மற்றும் தொழில்முறையை அளவிடுகிறோம். முன்னர் செயல்படுத்தப்பட்ட சூத்திரத்தைப் (8) பயன்படுத்தி, வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மை (Hj காட்டி), வளர்சிதை மாற்ற சுயவிவர சிறப்பு (δj காட்டி) மற்றும் ஒரு தனி வளர்சிதை மாற்றத்தின் வளர்சிதை மாற்றத் தனித்தன்மை (Si காட்டி) ஆகியவற்றை அளவிடப் பயன்படும் குறிகாட்டிகளின் தொகுப்பைக் கணக்கிட்டோம். கூடுதலாக, தாவர உண்ணிகளின் வளர்சிதை மாற்றத் தூண்டல் திறனை அளவிடுவதற்கு, சார்பு தூர நெகிழ்வுத்தன்மை குறியீட்டை (RDPI) நாங்கள் பயன்படுத்தினோம் (படம் 1A) (30). இந்த புள்ளிவிவரக் கட்டமைப்பிற்குள், MS/MS நிறமாலையை அடிப்படைத் தகவல் அலகாகக் கருதுகிறோம், மேலும் MS/MS-இன் சார்பு மிகுதியை ஒரு அதிர்வெண் பரவல் வரைபடமாகச் செயலாக்குகிறோம், பின்னர் அதிலிருந்து வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையை மதிப்பிடுவதற்கு ஷானன் என்ட்ரோபியைப் பயன்படுத்துகிறோம். வளர்சிதை மாற்றச் சிறப்புத்தன்மை ஒரு தனி MS/MS நிறமாலையின் சராசரித் தனித்தன்மையால் அளவிடப்படுகிறது. எனவே, தாவர உண்ணித் தூண்டலுக்குப் பிறகு சில MS/MS வகைகளின் மிகுதியில் ஏற்படும் அதிகரிப்பு, நிறமாலைத் தூண்டல் திறன், RDPI மற்றும் சிறப்புத்தன்மை, அதாவது δj குறியீட்டின் அதிகரிப்பு என மாற்றப்படுகிறது, ஏனெனில் அதிக சிறப்பு வாய்ந்த வளர்சிதை மாற்றங்கள் உற்பத்தி செய்யப்பட்டு ஒரு உயர் Si குறியீடு உருவாக்கப்படுகிறது. Hj பன்முகத்தன்மை குறியீட்டின் குறைவு, உருவாக்கப்பட்ட MS/MS-களின் எண்ணிக்கை குறைக்கப்படுகிறது அல்லது சுயவிவர அதிர்வெண் பரவல் ஒரு சீரற்ற திசையில் மாறுகிறது என்பதைப் பிரதிபலிக்கிறது, அதே நேரத்தில் அதன் ஒட்டுமொத்த நிச்சயமற்ற தன்மையைக் குறைக்கிறது. Si குறியீட்டுக் கணக்கீட்டின் மூலம், குறிப்பிட்ட தாவர உண்ணிகளால் எந்த MS/MS தூண்டப்படுகின்றன என்பதையும், மாறாக, எந்த MS/MS அந்தத் தூண்டுதலுக்குப் பதிலளிப்பதில்லை என்பதையும் கண்டறிய முடியும். இது MT மற்றும் OD கணிப்புகளை வேறுபடுத்துவதற்கான ஒரு முக்கியக் குறியீடாகும்.
(அ) ​​தாவர உண்ணி (H1 முதல் Hx வரை) MS/MS தரவு-தூண்டல் திறன் (RDPI), பன்முகத்தன்மை (Hj குறியீடு), சிறப்புத்தன்மை (δj குறியீடு) மற்றும் வளர்சிதை மாற்றப் பொருள் தனித்தன்மை (Si குறியீடு) ஆகியவற்றிற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் புள்ளிவிவர விவரிப்பிகள். சிறப்புத்தன்மையின் அளவில் (δj) ஏற்படும் அதிகரிப்பு, சராசரியாக, அதிக தாவர உண்ணி சார்ந்த வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் உற்பத்தி செய்யப்படும் என்பதைக் குறிக்கிறது, அதே சமயம் பன்முகத்தன்மையில் (Hj) ஏற்படும் குறைவு, வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களின் உற்பத்தியில் ஏற்படும் குறைவையோ அல்லது பரவல் வரைபடத்தில் வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களின் சீரற்ற பரவலையோ குறிக்கிறது. ஒரு வளர்சிதை மாற்றப் பொருள் கொடுக்கப்பட்ட ஒரு நிலைக்கு (இங்கே, தாவர உண்ணி) குறிப்பிட்டதா அல்லது அதற்கு மாறாக அதே மட்டத்தில் பராமரிக்கப்படுகிறதா என்பதை Si மதிப்பு மதிப்பிடுகிறது. (ஆ) தகவல் கோட்பாட்டு அச்சைப் பயன்படுத்தி பாதுகாப்பு கோட்பாட்டுக் கணிப்பின் கருத்தியல் வரைபடம். தாவர உண்ணித் தாக்குதல் பாதுகாப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களை அதிகரிக்கும், அதன் மூலம் δj-ஐ அதிகரிக்கும் என்று OD கோட்பாடு கணிக்கிறது. அதே நேரத்தில், வளர்சிதை மாற்றத் தகவலின் நிச்சயமற்ற தன்மையைக் குறைக்கும் வகையில் சுயவிவரம் மறுசீரமைக்கப்படுவதால் Hj குறைகிறது. MT கோட்பாட்டின்படி, தாவர உண்ணிகளின் தாக்குதல் வளர்சிதை மாற்றத் தொகுப்பில் திசையற்ற மாற்றங்களை ஏற்படுத்தும். அதன் மூலம், அதிகரித்த வளர்சிதை மாற்றத் தகவல் நிச்சயமற்ற தன்மையின் ஒரு குறிகாட்டியாக Hj அதிகரித்து, Si-இன் சீரற்ற பரவலுக்கு வழிவகுக்கும். நாங்கள் ஒரு கலப்பு மாதிரியையும், அதாவது சிறந்த MT-ஐயும் முன்மொழிந்தோம். அதில், அதிக பாதுகாப்பு மதிப்புகளைக் கொண்ட சில வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் குறிப்பாக அதிகரிக்கும் (அதிக Si மதிப்பு), மற்றவை சீரற்ற பதில்களை வெளிப்படுத்தும் (குறைந்த Si மதிப்பு).
தகவல் கோட்பாட்டு விவரிப்பான்களைப் பயன்படுத்தி, தூண்டப்படாத ஒரு இயல்பு நிலையில் தாவர உண்ணிகளால் தூண்டப்படும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்கள் பின்வருவனவற்றிற்கு வழிவகுக்கும் என்று OD கோட்பாட்டை நாங்கள் விளக்குகிறோம்: (i) வளர்சிதை மாற்றத் தனித்தன்மையில் (Si குறியீடு) ஒரு அதிகரிப்பு, இது மெட்டாபோனமிக் தனித்தன்மையை (δj குறியீடு) இயக்குகிறது; அதிக பாதுகாப்பு மதிப்பு கொண்ட சில சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றக் குழுக்களின் அதிகரிப்பு, மற்றும் (ii) வளர்சிதை மாற்ற அதிர்வெண் பரவல் அதிக லெப்டின் உடல் பரவலாக மாறுவதால் மெட்டாபோலோம் பன்முகத்தன்மையில் (Hj குறியீடு) ஒரு குறைவு. ஒரு தனிப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றப் பொருளின் மட்டத்தில், ஒரு ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட Si பரவல் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, அங்கு அந்த வளர்சிதை மாற்றப் பொருள் அதன் பாதுகாப்பு மதிப்பிற்கு ஏற்ப Si மதிப்பை அதிகரிக்கும் (படம் 1B). இந்த வரிசையில், கிளர்ச்சியானது பின்வருவனவற்றிற்கு வழிவகுக்கும் என்று MT கோட்பாட்டை நாங்கள் விளக்குகிறோம்: (i) வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களில் திசையற்ற மாற்றங்கள், இதன் விளைவாக δj குறியீட்டில் ஒரு குறைவு, மற்றும் (ii) வளர்சிதை மாற்ற நிச்சயமற்ற தன்மை அல்லது சீரற்ற தன்மை அதிகரிப்பதால் Hj குறியீட்டில் ஒரு அதிகரிப்பு, இதை ஷானன் என்ட்ரோபி மூலம் பொதுமைப்படுத்தப்பட்ட பன்முகத்தன்மை வடிவத்தில் அளவிட முடியும். வளர்சிதை மாற்றக் கலவையைப் பொறுத்தவரை, MT கோட்பாடு Si-இன் சீரற்ற பரவலைக் கணிக்கும். சில வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் குறிப்பிட்ட நிபந்தனைகளின் கீழும், மற்றவை குறிப்பிட்ட நிபந்தனைகளின் கீழும் இல்லை என்பதையும், அவற்றின் பாதுகாப்பு மதிப்பு சுற்றுச்சூழலைப் பொறுத்தது என்பதையும் கருத்தில் கொண்டு, நாங்கள் ஒரு கலப்பு பாதுகாப்பு மாதிரியையும் முன்மொழிந்தோம். இதில், δj மற்றும் Hj ஆகியவை Si அதிகரிப்புடன் எல்லா திசைகளிலும் இரண்டாகப் பரவுகின்றன. அதிக பாதுகாப்பு மதிப்புகளைக் கொண்ட சில வளர்சிதை மாற்றக் குழுக்கள் மட்டுமே Si-ஐ குறிப்பாக அதிகரிக்கும், மற்றவை சீரற்ற பரவலைக் கொண்டிருக்கும் (படம் 1B).
தகவல் கோட்பாட்டு விவரிப்பானின் அச்சில், மறுவரையறுக்கப்பட்ட பாதுகாப்புக் கோட்பாட்டுக் கணிப்பைச் சோதிப்பதற்காக, நாங்கள் நெபெந்தஸ் பாலன்ஸ் (Nepenthes pallens) இலைகளில் நிபுணத்துவ (Ms) அல்லது பொதுவான (Sl) தாவர உண்ணிப் புழுக்களை வளர்த்தோம் (படம் 2A). MS/MS பகுப்பாய்வைப் பயன்படுத்தி, கம்பளிப்புழுக்கள் உண்ட பிறகு சேகரிக்கப்பட்ட இலைத் திசுக்களின் மெத்தனால் சாறுகளிலிருந்து 599 தேவையற்ற MS/MS நிறமாலைகளை (தரவுக் கோப்பு S1) மீட்டெடுத்தோம். MS/MS உள்ளமைவுக் கோப்புகளில் உள்ள தகவல் உள்ளடக்கத்தின் மறுசீரமைப்பைக் காட்சிப்படுத்த RDPI, Hj, மற்றும் δj குறியீடுகளைப் பயன்படுத்துவது சுவாரஸ்யமான வடிவங்களை வெளிப்படுத்துகிறது (படம் 2B). ஒட்டுமொத்தப் போக்கு என்னவென்றால், தகவல் விவரிப்பானால் விவரிக்கப்பட்டபடி, கம்பளிப்புழுக்கள் தொடர்ந்து இலைகளை உண்ணும்போது, ​​அனைத்து வளர்சிதை மாற்ற மறுசீரமைப்பின் அளவும் காலப்போக்கில் அதிகரிக்கிறது: தாவர உண்ணி உண்ட 72 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு, RDPI கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. சேதமடையாத கட்டுப்பாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Hj கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டது, இது வளர்சிதை மாற்ற சுயவிவரத்தின் சிறப்புத்தன்மை அதிகரித்ததன் காரணமாகும், இது δj குறியீட்டால் அளவிடப்பட்டது. இந்த வெளிப்படையான போக்கு OD கோட்பாட்டின் கணிப்புகளுடன் ஒத்துப்போகிறது, ஆனால் MT கோட்பாட்டின் முக்கிய கணிப்புகளுடன் ஒத்துப்போகவில்லை. MT கோட்பாடு, வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களின் அளவுகளில் ஏற்படும் சீரற்ற (திசையற்ற) மாற்றங்கள் ஒரு தற்காப்பு உருமறைப்பாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்று நம்புகிறது (படம் 1B). இந்த இரண்டு தாவர உண்ணிகளின் வாய்வழி சுரப்பு (OS) தூண்டி உள்ளடக்கம் மற்றும் உணவுப் பழக்கம் வேறுபட்டிருந்தாலும், அவற்றின் நேரடி உணவு, 24 மணிநேர மற்றும் 72 மணிநேர அறுவடைக் காலங்களில் Hj மற்றும் δj ஆகியவற்றின் திசைகளில் ஒத்த மாற்றங்களை ஏற்படுத்தியது. RDPI-இன் 72 மணிநேரத்தில் மட்டுமே வேறுபாடு ஏற்பட்டது. Ms உணவினால் ஏற்பட்ட வளர்சிதை மாற்றத்துடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Sl உணவினால் தூண்டப்பட்ட ஒட்டுமொத்த வளர்சிதை மாற்றம் அதிகமாக இருந்தது.
(அ) ​​சோதனை வடிவமைப்பு: சாதாரண பன்றி (S1) அல்லது நிபுணர் (Ms) தாவர உண்ணிகளுக்கு குடுவைத் தாவரங்களின் உப்பு நீக்கப்பட்ட இலைகள் உணவாக அளிக்கப்படுகின்றன, அதே சமயம் உருவகப்படுத்தப்பட்ட தாவர உண்ணுதலுக்காக, தரப்படுத்தப்பட்ட இலை நிலைகளில் ஏற்படும் துளை காயத்தைக் கையாள Ms-இன் OS (W + OSMs) பயன்படுத்தப்படுகிறது. S1 (W + OSSl) புழுக்கள் அல்லது நீர் (W + W). கட்டுப்பாடு (C) என்பது சேதமடையாத இலையாகும். (ஆ) சிறப்பு வளர்சிதை மாற்ற வரைபடத்திற்காக (599 MS/MS; தரவுக் கோப்பு S1) கணக்கிடப்பட்ட தூண்டல் திறன் (கட்டுப்பாட்டு வரைபடத்துடன் ஒப்பிடும்போது RDPI), பன்முகத்தன்மை (Hj குறியீடு) மற்றும் சிறப்புத்தன்மை (δj குறியீடு) குறியீடு. நட்சத்திரக் குறிகள், நேரடி தாவர உண்ணி உணவூட்டத்திற்கும் கட்டுப்பாட்டுக் குழுவிற்கும் இடையே உள்ள குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளைக் குறிக்கின்றன (இணைக்கப்பட்ட t-சோதனையுடன் கூடிய ஸ்டூடண்ட்ஸ் t-சோதனை, *P<0.05 மற்றும் ***P<0.001). ns, முக்கியமற்றது. (C) உருவகப்படுத்தப்பட்ட தாவர உண்ணி சிகிச்சைக்குப் பிறகு, முதன்மை (நீலப் பெட்டி, அமினோ அமிலம், கரிம அமிலம் மற்றும் சர்க்கரை; தரவுக் கோப்பு S2) மற்றும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்ற நிறமாலையின் (சிவப்புப் பெட்டி 443 MS/MS; தரவுக் கோப்பு S1) நேரத் தெளிவுத்திறன் குறியீடு. வண்ணப் பட்டை 95% நம்பிக்கை இடைவெளியைக் குறிக்கிறது. நட்சத்திரக் குறியீடு சிகிச்சைக்கும் கட்டுப்பாட்டிற்கும் இடையிலான குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாட்டைக் குறிக்கிறது [இருபடி மாறுபாட்டுப் பகுப்பாய்வு (ANOVA), அதைத் தொடர்ந்து பிந்தைய பல ஒப்பீடுகளுக்கான டக்கிஸ் நேர்மையான குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு (HSD), *P<0.05, **P<0.01 மற்றும் *** P <0.001]. (D) சிதறல் வரைபடங்கள் மற்றும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்ற சுயவிவரங்களின் சிறப்புமயமாக்கல் (வெவ்வேறு சிகிச்சைகளுடன் மீண்டும் மீண்டும் எடுக்கப்பட்ட மாதிரிகள்).
தாவர உண்ணிகளால் தூண்டப்பட்ட வளர்சிதை மாற்ற மட்டத்தில் ஏற்படும் மறுவடிவமைப்பு, தனிப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றங்களின் அளவில் ஏற்படும் மாற்றங்களில் பிரதிபலிக்கிறதா என்பதை ஆராய்வதற்காக, தாவர உண்ணி எதிர்ப்புத்திறன் நிரூபிக்கப்பட்ட நெபெந்தஸ் பாலன்ஸ் (Nepenthes pallens) இலைகளில் முன்னர் ஆய்வு செய்யப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றங்களில் நாங்கள் முதலில் கவனம் செலுத்தினோம். ஃபீனாலிக் அமைடுகள் என்பவை ஹைட்ராக்சிகின்னமாமைடு-பாலிஅமைன் இணைப்பொருட்கள் ஆகும், அவை பூச்சிகளின் தாவர உண்ணும் செயல்பாட்டின் போது குவிகின்றன மற்றும் பூச்சிகளின் செயல்திறனைக் குறைப்பதாக அறியப்படுகின்றன (32). தொடர்புடைய MS/MS-இன் முன்னோடிகளை நாங்கள் தேடி, அவற்றின் ஒட்டுமொத்த இயக்கவியல் வளைவுகளை வரைந்தோம் (படம் S1). எதிர்பார்த்தபடியே, குளோரோஜெனிக் அமிலம் (CGA) மற்றும் ரூட்டின் போன்ற, தாவர உண்ணிகளுக்கு எதிரான பாதுகாப்பில் நேரடியாக ஈடுபடாத ஃபீனால் வழித்தோன்றல்கள், தாவர உண்ணுதலுக்குப் பிறகு குறைக்கப்படுகிறது. இதற்கு மாறாக, தாவர உண்ணிகளால் ஃபீனால் அமைடுகளை மிகவும் சக்திவாய்ந்ததாக மாற்ற முடியும். இரண்டு தாவர உண்ணிகளின் தொடர்ச்சியான உணவு, ஃபீனாலமைடுகளின் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியான கிளர்ச்சி நிறமாலையை விளைவித்தது, மேலும் இந்த முறை ஃபீனாலமைடுகளின் டி நோவோ தொகுப்பிற்கு குறிப்பாகத் தெளிவாக இருந்தது. 17-ஹைட்ராக்ஸிஜெரனைல் நோனானெடியோல் டைடெர்பீன் கிளைகோசைடுகள் (17-HGL-DTGs) பாதையை ஆராயும்போது இதே நிகழ்வு கவனிக்கப்படும், இது பயனுள்ள தாவர உண்ணி எதிர்ப்பு செயல்பாடுகளுடன் (33) அதிக எண்ணிக்கையிலான வளையமற்ற டைடெர்பீன்களை உருவாக்குகிறது, இதில் Sl உடன் Ms உணவளித்தல் இதேபோன்ற வெளிப்பாட்டு சுயவிவரத்தைத் தூண்டியது (படம் S1)).
நேரடி தாவர உண்ணி உணவுப் பரிசோதனைகளின் சாத்தியமான குறைபாடு என்னவென்றால், தாவர உண்ணிகளின் இலை நுகர்வு விகிதம் மற்றும் உணவு நேரத்தில் உள்ள வேறுபாடு ஆகும், இது காயங்கள் மற்றும் தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் தாவர உண்ணி-குறிப்பிட்ட விளைவுகளை நீக்குவதை கடினமாக்குகிறது. தூண்டப்பட்ட இலை வளர்சிதை மாற்ற பதிலின் தாவர உண்ணி இனத் தனித்தன்மையை சிறப்பாகத் தீர்ப்பதற்காக, நிலையான இலை நிலைகளின் நிலையான துளை W-இல் புதிதாக சேகரிக்கப்பட்ட OS (OSM மற்றும் OSS1) ஐ உடனடியாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் Ms மற்றும் Sl லார்வாக்களின் உணவை நாங்கள் உருவகப்படுத்தினோம். இந்த செயல்முறை W + OS சிகிச்சை என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது திசு இழப்பின் விகிதம் அல்லது அளவில் உள்ள வேறுபாடுகளின் குழப்பமான விளைவுகளை ஏற்படுத்தாமல், தாவர உண்ணியால் தூண்டப்பட்ட பதிலின் தொடக்கத்தை துல்லியமாக நேரப்படுத்துவதன் மூலம் தூண்டலை தரப்படுத்துகிறது (படம் 2A) (34). MS/MS பகுப்பாய்வு மற்றும் கணக்கீட்டு வழிமுறையைப் பயன்படுத்தி, நாங்கள் 443 MS/MS நிறமாலைகளை (தரவு கோப்பு S1) மீட்டெடுத்தோம், அவை நேரடி உணவுப் பரிசோதனைகளிலிருந்து முன்னர் தொகுக்கப்பட்ட நிறமாலைகளுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று பொருந்தியிருந்தன. இந்த MS/MS தரவுத் தொகுப்பின் தகவல் கோட்பாட்டுப் பகுப்பாய்வு, தாவர உண்ணிகளைப் போலச் செயல்படுவதன் மூலம் இலைகளில் உள்ள சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றக்கூறுகளை மறுசீரமைப்பது, OS-சார்ந்த தூண்டுதல்களைக் காட்டியது (படம் 2C). குறிப்பாக, OSS1 சிகிச்சையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​OSM 4 மணி நேரத்தில் வளர்சிதை மாற்றக்கூறு சிறப்புத்தன்மையை மேம்படுத்தியது. தாவர உண்ணிகளை நேரடியாக உண்ணும் சோதனைத் தரவுத் தொகுப்புடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Hj மற்றும் δj-ஐ ஆயங்களாகப் பயன்படுத்தி இரு பரிமாண வெளியில் காட்சிப்படுத்தப்பட்ட வளர்சிதை மாற்ற இயக்கவியலும், தாவர உண்ணிகளைப் போலச் செயல்படுவதன் மூலம் காலப்போக்கில் ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்றக்கூறு சிறப்புத்தன்மையின் திசையும் சீராக அதிகரித்தன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது (படம் 2D). அதே நேரத்தில், வளர்சிதை மாற்றக்கூறு நிபுணத்துவத்தில் ஏற்பட்ட இந்த இலக்கு வைக்கப்பட்ட அதிகரிப்பு, தாவர உண்ணிகளைப் போலச் செயல்படுவதன் மூலம் மைய கார்பன் வளர்சிதை மாற்றத்தின் மறுசீரமைப்பால் ஏற்படுகிறதா என்பதை ஆராய, அமினோ அமிலங்கள், கரிம அமிலங்கள் மற்றும் சர்க்கரைகளின் உள்ளடக்கத்தை நாங்கள் அளவிட்டோம் (தரவுக் கோப்பு S2) (படம் S2). இந்த வடிவத்தை இன்னும் சிறப்பாக விளக்க, முன்னர் விவாதிக்கப்பட்ட ஃபீனோலாமைடு மற்றும் 17-HGL-DTG வழித்தடங்களின் வளர்சிதை மாற்றக் குவிப்பு இயக்கவியலை நாங்கள் மேலும் கண்காணித்தோம். தாவர உண்ணிகளின் OS-சார்ந்த தூண்டலானது, ஃபீனோலாமைடு வளர்சிதை மாற்றத்திற்குள் ஒரு வேறுபட்ட மறுசீரமைப்பு வடிவமாக மாற்றப்படுகிறது (படம் S3). கூமரின் மற்றும் காஃபியோயில் பகுதிகளைக் கொண்ட ஃபீனாலிக் அமைடுகள் OSS1-ஆல் முன்னுரிமையுடன் தூண்டப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் OSM-கள் ஃபெருலைல் இணைப்பொருட்களின் ஒரு குறிப்பிட்ட தூண்டலைத் தூண்டுகின்றன. 17-HGL-DTG வழித்தடத்தைப் பொறுத்தவரை, கீழ்நிலை மலோனிலேற்றம் மற்றும் டைமலோனிலேற்றம் விளைபொருட்களால் ஏற்படும் வேறுபட்ட OS தூண்டல் கண்டறியப்பட்டது (படம் S3).
அடுத்து, தாவர உண்ணிகளில் ரோசெட் தாவர இலைகளுக்கு சிகிச்சையளிக்க OSM-களைப் பயன்படுத்துவதை உருவகப்படுத்தும் நேர-போக்கு மைக்ரோஅரே தரவுத் தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி OS-தூண்டப்பட்ட டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் நெகிழ்வுத்தன்மையை நாங்கள் ஆய்வு செய்தோம். மாதிரி இயக்கவியல் அடிப்படையில் இந்த மெட்டபாலோமிக்ஸ் ஆய்வில் (35) பயன்படுத்தப்பட்ட இயக்கவியலுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று பொருந்துகிறது. காலப்போக்கில் வளர்சிதை மாற்ற நெகிழ்வுத்தன்மை குறிப்பாக அதிகரிக்கும் மெட்டபாலோம் மறுசீரமைப்புடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Ms-ஆல் தூண்டப்பட்ட இலைகளில் தற்காலிக டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் வெடிப்புகளை நாங்கள் காண்கிறோம், அங்கு டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் தூண்டல் (RDPI) மற்றும் சிறப்புத்தன்மை (δj) 1 மணிநேரத்தில் கணிசமாக அதிகரித்தது, மேலும் இந்த நேரத்தில் பன்முகத்தன்மை (Hj) கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டது, BMP1-இன் வெளிப்பாடு கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டது, அதைத் தொடர்ந்து டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் சிறப்புத்தன்மை தளர்த்தப்பட்டது (படம் S4). வளர்சிதை மாற்ற மரபணு குடும்பங்கள் (P450, கிளைகோசில்ட்ரான்ஸ்ஃபெரேஸ் மற்றும் BAHD அசைல்ட்ரான்ஸ்ஃபெரேஸ் போன்றவை) மேற்கூறிய ஆரம்ப உயர்-சிறப்பு மாதிரியைப் பின்பற்றி, முதன்மை வளர்சிதை மாற்றத்திலிருந்து பெறப்பட்ட கட்டமைப்பு அலகுகளிலிருந்து சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களை ஒன்றிணைக்கும் செயல்பாட்டில் பங்கேற்கின்றன. ஒரு வழக்கு ஆய்வாக, ஃபீனைல்அலனைன் பாதை பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. ஃபீனோலாமைடு வளர்சிதை மாற்றத்தில் உள்ள முக்கிய மரபணுக்கள், ஈர்க்கப்படாத தாவரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது தாவர உண்ணிகளில் அதிக ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்தால் (OS) தூண்டப்படுகின்றன என்பதையும், அவற்றின் வெளிப்பாட்டு முறைகளில் நெருக்கமாக ஒத்துப்போகின்றன என்பதையும் இந்த பகுப்பாய்வு உறுதிப்படுத்தியது. இந்த வழித்தடத்தின் மேல்நிலையில் உள்ள படியெடுத்தல் காரணி MYB8 மற்றும் கட்டமைப்பு மரபணுக்களான PAL1, PAL2, C4H மற்றும் 4CL ஆகியவை படியெடுத்தலின் ஆரம்பத் தொடக்கத்தைக் காட்டின. ஃபீனோலாமைடின் இறுதி உருவாக்கத்தில் பங்கு வகிக்கும் AT1, DH29 மற்றும் CV86 போன்ற அசைல்ட்ரான்ஸ்ஃபெரேஸ்கள், நீடித்த மேல்-ஒழுங்குபடுத்தல் முறையைக் காட்டுகின்றன (படம் S4). மேற்கண்ட அவதானிப்புகள், டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் சிறப்புத்தன்மையின் ஆரம்பத் தொடக்கமும், பின்னர் ஏற்படும் மெட்டபாலோமிக்ஸ் சிறப்புத்தன்மையின் மேம்பாடும் ஒரு இணைந்த முறை என்பதைக் குறிக்கின்றன; இது ஒரு சக்திவாய்ந்த பாதுகாப்பு எதிர்வினையைத் தொடங்கும் ஒத்திசைவான ஒழுங்குமுறை அமைப்பின் காரணமாக இருக்கலாம்.
தாவர ஹார்மோன் சமிக்ஞையில் ஏற்படும் மறுசீரமைப்பு, தாவரங்களின் உடலியலை மறுநிரல்படுத்துவதற்காக தாவர உண்ணித் தகவல்களை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு ஒழுங்குமுறை அடுக்காகச் செயல்படுகிறது. தாவர உண்ணி உருவகப்படுத்துதலுக்குப் பிறகு, முக்கிய தாவர ஹார்மோன் வகைகளின் ஒட்டுமொத்த இயக்கவியலை நாங்கள் அளவிட்டோம் மற்றும் அவற்றுக்கிடையேயான தற்காலிக இணை-வெளிப்பாட்டைக் காட்சிப்படுத்தினோம் [பியர்சன் தொடர்பு குணகம் (PCC)> 0.4] (படம் 3A). எதிர்பார்த்தபடி, உயிரியக்கவியல் தொடர்பான தாவர ஹார்மோன்கள், தாவர ஹார்மோன் இணை-வெளிப்பாட்டு வலையமைப்பிற்குள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. கூடுதலாக, வெவ்வேறு சிகிச்சைகளால் தூண்டப்பட்ட தாவர ஹார்மோன்களை முன்னிலைப்படுத்த, வளர்சிதை மாற்றத் தனித்தன்மை (Si குறியீடு) இந்த வலையமைப்பில் வரைபடமாக்கப்பட்டுள்ளது. தாவர உண்ணித் தனித்தன்மை வாய்ந்த பதிலின் இரண்டு முக்கிய பகுதிகள் வரையப்பட்டுள்ளன: ஒன்று JA தொகுப்பில் உள்ளது, அங்கு JA (அதன் உயிரியல் ரீதியாகச் செயல்படும் வடிவமான JA-Ile) மற்றும் பிற JA வழித்தோன்றல்கள் மிக உயர்ந்த Si மதிப்பெண்ணைக் காட்டுகின்றன; மற்றொன்று எத்திலீன் (ET). கிபெரெல்லின் தாவர உண்ணித் தனித்தன்மையில் மிதமான அதிகரிப்பை மட்டுமே காட்டியது, அதேசமயம் சைட்டோகைனின், ஆக்சின் மற்றும் அப்சிசிக் அமிலம் போன்ற பிற தாவர ஹார்மோன்கள் தாவர உண்ணிகளுக்கான குறைந்த தூண்டல் தனித்தன்மையைக் கொண்டிருந்தன. W + W-ஐ மட்டும் பயன்படுத்துவதோடு ஒப்பிடுகையில், OS பயன்பாட்டின் மூலம் JA வழிப்பொருட்களின் உச்ச மதிப்பை பெருக்குவது (W + OS), அடிப்படையில் JA-க்களின் ஒரு வலுவான குறிப்பிட்ட குறிகாட்டியாக மாற்றப்படலாம். எதிர்பாராதவிதமாக, வெவ்வேறு தூண்டி உள்ளடக்கங்களைக் கொண்ட OSM மற்றும் OSS1 ஆகியவை JA மற்றும் JA-Ile-ன் ஒத்த திரட்சியை ஏற்படுத்துவதாக அறியப்படுகிறது. OSS1-க்கு மாறாக, OSM ஆனது OSM-களால் குறிப்பாகவும் வலுவாகவும் தூண்டப்படுகிறது, அதேசமயம் OSS1 அடித்தளக் காயங்களின் விளைவைப் பெருக்குவதில்லை (படம் 3B).
(A) தாவர உண்ணிகளால் தூண்டப்பட்ட தாவர ஹார்மோன் திரள் இயக்கவியல் உருவகப்படுத்துதலின் PCC கணக்கீட்டின் அடிப்படையிலான இணை-வெளிப்பாட்டு வலையமைப்புப் பகுப்பாய்வு. கணு ஒரு தனிப்பட்ட தாவர ஹார்மோனைக் குறிக்கிறது, மேலும் கணுவின் அளவு சிகிச்சைகளுக்கு இடையில் தாவர ஹார்மோனுக்கு குறிப்பிட்ட Si குறியீட்டைக் குறிக்கிறது. (B) வெவ்வேறு வண்ணங்களால் குறிக்கப்பட்ட வெவ்வேறு சிகிச்சைகளால் இலைகளில் ஏற்படும் JA, JA-Ile மற்றும் ET திரள்வு: பாதாமி, W + OSM; நீலம், W + OSSl; கருப்பு, W + W; சாம்பல், C (கட்டுப்பாடு). நட்சத்திரக் குறிகள் சிகிச்சைக்கும் கட்டுப்பாட்டிற்கும் இடையிலான குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளைக் குறிக்கின்றன (இருவழி ANOVA மற்றும் அதைத் தொடர்ந்து டக்கி HSD பிந்தைய பல ஒப்பீடு, *** P <0.001). (C) JA உயிர் தொகுப்பு மற்றும் குறைபாடுள்ள புலனுணர்வு நிறமாலையில் (irAOC மற்றும் irCOI1) 697 MS/MS (தரவுக் கோப்பு S1) மற்றும் (D) குறைபாடுள்ள ET சமிக்ஞையுடன் ETR1 இல் 585 MS/MS (தரவுக் கோப்பு S1) ஆகியவற்றின் தகவல் கோட்பாட்டுப் பகுப்பாய்வு. இரண்டு உருவகப்படுத்தப்பட்ட தாவர உண்ணி சிகிச்சைகளால் தூண்டப்பட்ட தாவர வகைகள் மற்றும் வெற்று வாகனம் (EV) கட்டுப்பாட்டுத் தாவரங்கள். நட்சத்திரக் குறிகள் W+OS சிகிச்சைக்கும் சேதமடையாத கட்டுப்பாட்டிற்கும் இடையிலான குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளைக் குறிக்கின்றன (இருவழி ANOVA மற்றும் அதைத் தொடர்ந்து டக்கி HSD பிந்தைய பல ஒப்பீடு, *P<0.05, **P<0.01 மற்றும் ***P<0.001). (E) சிறப்புத்தன்மைக்கு எதிரான பரவலான எதிர்ப்பின் சிதறல் வரைபடங்கள். நிறங்கள் வெவ்வேறு மரபணு மாற்றப்பட்ட திரிபுகளைக் குறிக்கின்றன; குறியீடுகள் வெவ்வேறு சிகிச்சை முறைகளைக் குறிக்கின்றன: முக்கோணம், W + OSS1; செவ்வகம், W + OSM; வட்டம் C
அடுத்து, தாவர உண்ணிகள் மீதான இந்த இரண்டு தாவர ஹார்மோன்களின் வளர்சிதை மாற்றத்தை பகுப்பாய்வு செய்ய, JA மற்றும் ET உயிர் தொகுப்பு (irAOC மற்றும் irACO) மற்றும் உணர்தல் (irCOI1 மற்றும் sETR1) ஆகியவற்றின் முக்கிய படிகளில், வீரியம் குறைக்கப்பட்ட நெபெந்தஸின் மரபணு மாற்றப்பட்ட திரிபை (irCOI1 மற்றும் sETR1) பயன்படுத்துகிறோம். மறுநிரலாக்கத்தின் சார்பு பங்களிப்பை ஆராய்கிறோம். முந்தைய சோதனைகளுக்கு இணங்க, வெற்று கேரியர் (EV) தாவரங்களில் தாவர உண்ணி-OS தூண்டப்படுவதையும் (படம் 3, C முதல் D வரை) மற்றும் OSM-ஆல் ஏற்படும் Hj குறியீட்டின் ஒட்டுமொத்த குறைவையும், அதே நேரத்தில் δj குறியீடு அதிகரிப்பதையும் நாங்கள் உறுதிப்படுத்தினோம். இந்த எதிர்வினை OSS1-ஆல் தூண்டப்பட்ட எதிர்வினையை விட மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கது. Hj மற்றும் δj-ஐ ஆயங்களாகப் பயன்படுத்தும் இரு-வரி வரைபடம் குறிப்பிட்ட கட்டுப்பாடின்மையைக் காட்டுகிறது (படம் 3E). மிகவும் வெளிப்படையான போக்கு என்னவென்றால், JA சமிக்ஞை இல்லாத திரிபுகளில், தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மை மற்றும் சிறப்பு மாற்றங்கள் கிட்டத்தட்ட முழுமையாக நீக்கப்படுகின்றன (படம் 3C). இதற்கு மாறாக, sETR1 தாவரங்களில் உள்ள அமைதியான ET உணர்திறன், தாவர உண்ணிகளின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மீதான அதன் ஒட்டுமொத்த விளைவு JA சமிக்ஞையை விட மிகவும் குறைவாக இருந்தாலும், OSM மற்றும் OSS1 தூண்டுதல்களுக்கு இடையிலான Hj மற்றும் δj குறியீடுகளில் உள்ள வேறுபாட்டைக் குறைக்கிறது (படம் 3D மற்றும் படம் S5). இது, JA சமிக்ஞை கடத்தலின் முக்கிய செயல்பாட்டிற்கு கூடுதலாக, ET சமிக்ஞை கடத்தலானது தாவர உண்ணிகளின் இன-குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றப் பதிலின் ஒரு நுட்பமான சரிசெய்தலாகவும் செயல்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. இந்த நுட்பமான சரிசெய்தல் செயல்பாட்டிற்கு இணங்க, sETR1 தாவரங்களில் ஒட்டுமொத்த வளர்சிதை மாற்றத் தூண்டல் திறனில் எந்த மாற்றமும் இல்லை. மறுபுறம், sETR1 தாவரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​irACO தாவரங்கள் தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்களின் ஒத்த ஒட்டுமொத்த வீச்சுகளைத் தூண்டின, ஆனால் OSM மற்றும் OSS1 சவால்களுக்கு இடையில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபட்ட Hj மற்றும் δj மதிப்பெண்களைக் காட்டின (படம் S5).
தாவர உண்ணிகளின் இன-குறிப்பிட்ட பதிலுக்கு முக்கிய பங்களிப்புகளைக் கொண்ட சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களை அடையாளம் காணவும், ET சமிக்ஞைகள் மூலம் அவற்றின் உற்பத்தியைச் செம்மைப்படுத்தவும், நாங்கள் முன்னர் உருவாக்கப்பட்ட கட்டமைப்பு MS/MS முறையைப் பயன்படுத்தினோம். இந்த முறை, MS/MS துண்டுகளிலிருந்து [சீரமைக்கப்பட்ட புள்ளிப் பெருக்கம் (NDP)] வளர்சிதை மாற்றக் குடும்பத்தை மீண்டும் ஊகிப்பதற்கும், நடுநிலை இழப்பை (NL) அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒற்றுமை மதிப்பெண்ணைப் பெறுவதற்கும் இரு-குழுவாக்கல் முறையைச் சார்ந்துள்ளது. ET மரபணு மாற்றப்பட்ட கோடுகளின் பகுப்பாய்வு மூலம் உருவாக்கப்பட்ட MS/MS தரவுத் தொகுப்பு 585 MS/MS-களை (தரவுக் கோப்பு S1) உருவாக்கியது, அவை ஏழு முக்கிய MS/MS தொகுதிகளாக (M) குழுவாக்கப்பட்டுத் தீர்க்கப்பட்டன (படம் 4A). இந்தத் தொகுதிகளில் சில, முன்னர் வகைப்படுத்தப்பட்ட சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களால் அடர்த்தியாக நிரம்பியுள்ளன: எடுத்துக்காட்டாக, M1, M2, M3, M4 மற்றும் M7 ஆகியவை பல்வேறு பீனால் வழித்தோன்றல்கள் (M1), ஃபிளாவனாய்டு கிளைகோசைடுகள் (M2), அசைல் சர்க்கரைகள் (M3 மற்றும் M4), மற்றும் 17-HGL-DTG (M7) ஆகியவற்றில் செறிவாக உள்ளன. கூடுதலாக, ஒவ்வொரு தொகுதியிலும் உள்ள ஒரு தனிப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றப் பொருளின் வளர்சிதை மாற்றத் தனித்தன்மை வாய்ந்த தகவல் (Si குறியீடு) கணக்கிடப்படுகிறது, மேலும் அதன் Si பரவலை உள்ளுணர்வாகக் காண முடியும். சுருக்கமாக, அதிக தாவர உண்ணித் தன்மை மற்றும் மரபணு வகைத் தனித்தன்மையைக் காட்டும் MS/MS நிறமாலைகள் அதிக Si மதிப்புகளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் குர்தோசிஸ் புள்ளிவிவரங்கள் வலது வால் மூலையில் உரோமத்தின் பரவலைக் குறிக்கின்றன. அத்தகைய ஒரு மெலிந்த கூழ்மப் பரவல் M1-இல் கண்டறியப்பட்டது, அதில் ஃபீனால் அமைடு மிக உயர்ந்த Si பின்னத்தைக் காட்டியது (படம் 4B). முன்னர் குறிப்பிட்ட, M7-இல் உள்ள தாவர உண்ணித் தூண்டக்கூடிய 17-HGL-DTG ஒரு மிதமான Si மதிப்பெண்ணைக் காட்டியது, இது இரண்டு OS வகைகளுக்கு இடையில் மிதமான அளவிலான வேறுபட்ட ஒழுங்குமுறையைக் குறிக்கிறது. இதற்கு மாறாக, ரூட்டின், CGA மற்றும் அசைல் சர்க்கரைகள் போன்ற பெரும்பாலான இயல்பாக உற்பத்தி செய்யப்படும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் மிகக் குறைந்த Si மதிப்பெண்களைக் கொண்டுள்ளன. சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களுக்கு இடையிலான கட்டமைப்புச் சிக்கலையும் Si பரவலையும் சிறப்பாக ஆராய்வதற்காக, ஒவ்வொரு தொகுதிக்கும் ஒரு மூலக்கூறு வலையமைப்பு உருவாக்கப்பட்டது (படம் 4B). OD கோட்பாட்டின் ஒரு முக்கிய கணிப்பு (படம் 1B இல் சுருக்கமாகக் கூறப்பட்டுள்ளது) என்னவென்றால், தாவர உண்ணித் தாக்குதலுக்குப் பிறகு சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களின் மறுசீரமைப்பு, அதிக பாதுகாப்பு மதிப்புள்ள வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களில் ஒருவழி மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கும், குறிப்பாக அவற்றின் தனித்தன்மையை அதிகரிப்பதன் மூலம் (சீரற்ற பரவலுக்கு மாறாக). MT கோட்பாட்டால் கணிக்கப்பட்ட பாதுகாப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருள். M1 இல் குவிந்துள்ள பெரும்பாலான ஃபீனால் வழித்தோன்றல்கள் பூச்சிகளின் செயல்திறன் சரிவுடன் செயல்பாட்டு ரீதியாக தொடர்புடையவை (32). 24 மணி நேரத்தில் தூண்டப்பட்ட இலைகளுக்கும் EV கட்டுப்பாட்டு தாவரங்களின் கூறு இலைகளுக்கும் இடையில் M1 வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களில் உள்ள Si மதிப்புகளை ஒப்பிடும்போது, ​​தாவர உண்ணி பூச்சிகளுக்குப் பிறகு பல வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களின் வளர்சிதை மாற்றத் தனித்தன்மை குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பு போக்கைக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டோம் (படம் 4C). Si மதிப்பில் குறிப்பிட்ட அதிகரிப்பு பாதுகாப்பு ஃபீனாலமைடுகளில் மட்டுமே கண்டறியப்பட்டது, ஆனால் இந்த தொகுதியில் இணைந்துள்ள மற்ற ஃபீனால்கள் மற்றும் அறியப்படாத வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களில் Si மதிப்பில் எந்த அதிகரிப்பும் கண்டறியப்படவில்லை. இது OD கோட்பாட்டுடன் தொடர்புடைய ஒரு சிறப்பு மாதிரி. தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்களின் முக்கிய கணிப்புகள் சீரானதாக உள்ளன. ஃபீனோலாமைடு நிறமாலையின் இந்தத் தனித்தன்மை OS-சார்ந்த ET-ஆல் தூண்டப்பட்டதா என்பதைச் சோதிப்பதற்காக, நாங்கள் வளர்சிதை மாற்ற Si குறியீட்டை வரைபடமாக்கி, EV மற்றும் sETR1 மரபணு வகைகளில் OSM மற்றும் OSS1-க்கு இடையில் ஒரு வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டு மதிப்பை ஏற்படுத்தினோம் (படம் 4D). sETR1-இல், ஃபீனோலாமைடால் தூண்டப்பட்ட OSM மற்றும் OSS1-க்கு இடையிலான வேறுபாடு பெருமளவில் குறைக்கப்பட்டது. JA-வால் கட்டுப்படுத்தப்படும் வளர்சிதை மாற்றச் சிறப்புத்தன்மையுடன் தொடர்புடைய முக்கிய MS/MS தொகுதிகளை ஊகிப்பதற்காக, போதுமான JA இல்லாத திரிபுகளில் சேகரிக்கப்பட்ட MS/MS தரவுகளுக்கும் இரு-குழுவாக்கல் முறை பயன்படுத்தப்பட்டது (படம் S6).
(A) பகிரப்பட்ட துண்டு (NDP ஒற்றுமை) மற்றும் பகிரப்பட்ட நடுநிலை இழப்பு (NL ஒற்றுமை) ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் 585 MS/MS-களின் தொகுப்பாக்க முடிவுகள், தொகுதி (M) அறியப்பட்ட சேர்மக் குடும்பத்துடன் அல்லது அறியப்படாத அல்லது மோசமாக வளர்சிதைமாற்றமடைந்த வளர்சிதைமாற்றக் கலவையுடன் ஒத்துப்போவதைக் காட்டுகின்றன. ஒவ்வொரு தொகுதிக்கும் அருகில், வளர்சிதைமாற்ற (MS/MS) சார்ந்த (Si) பரவல் காட்டப்பட்டுள்ளது. (B) தொகுதி மூலக்கூறு வலையமைப்பு: கணுக்கள் MS/MS-ஐயும், விளிம்புகள் NDP (சிவப்பு) மற்றும் NL (நீலம்) MS/MS மதிப்பெண்களையும் (வெட்டுப்புள்ளி, > 0.6) குறிக்கின்றன. தரப்படுத்தப்பட்ட வளர்சிதைமாற்ற சிறப்புத்தன்மை குறியீடு (Si), தொகுதியின் அடிப்படையில் (இடதுபுறம்) வண்ணமிடப்பட்டு, மூலக்கூறு வலையமைப்பில் (வலதுபுறம்) பொருத்தப்பட்டுள்ளது. (C) EV தாவரத்தின் தொகுதி M1, இயல்பான (கட்டுப்பாடு) மற்றும் தூண்டப்பட்ட நிலையில் (உருவகப்படுத்தப்பட்ட தாவர உண்ணி) 24 மணி நேரத்தில்: மூலக்கூறு வலையமைப்பு வரைபடம் (Si மதிப்பு கணுவின் அளவு, தற்காப்பு ஃபீனோலாமைடு நீல நிறத்தில் சிறப்பித்துக் காட்டப்பட்டுள்ளது). (D) குறைபாடுள்ள EV மற்றும் ET உணர்தலுடன் கூடிய sETR1 நிறமாலை வரியின் M1 மூலக்கூறு வலையமைப்பு வரைபடம்: பச்சை வட்டக் கணுவால் குறிக்கப்படும் ஃபீனாலிக் சேர்மம், மற்றும் W + OSM மற்றும் W + OSS1 சிகிச்சைகளுக்கு இடையிலான குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு (P மதிப்பு) கணுவின் அளவாகக் குறிக்கப்படுகிறது. CP, N-காஃபியோயில்-டைரோசின்; CS, N-காஃபியோயில்-ஸ்பெர்மிடின்; FP, N-ஃபெரூலிக் அமில எஸ்டர்-யூரிக் அமிலம்; FS, N-ஃபெரூலைல்-ஸ்பெர்மிடின்; CoP, N', N “-குமாரோலைல்-டைரோசின்; DCS, N', N”-டைகாஃபியோயில்-ஸ்பெர்மிடின்; CFS, N', N”-காஃபியோயில், ஃபெரூலைல்-ஸ்பெர்மிடின்; Lycium barbarum in wolfberry Son; Nick. O-AS, O-அசைல் சர்க்கரை.
ஒரு தனிப்பட்ட வீரியம் குறைந்த நெபெந்தஸ் மரபணு வகையிலிருந்து இயற்கை இனத்தொகைகளுக்கு பகுப்பாய்வை மேலும் விரிவுபடுத்தினோம், அங்கு தாவர உண்ணி JA அளவுகள் மற்றும் குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்ற அளவுகளில் வலுவான இனங்களுக்குள்ளான மாற்றங்கள் இயற்கை இனத்தொகைகளில் முன்னர் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன (26). 43 மரபணு வளங்களை உள்ளடக்குவதற்கு இந்த தரவுத் தொகுப்பைப் பயன்படுத்தவும். இந்த மரபணு வளங்கள் N. pallens இலிருந்து 123 தாவர இனங்களைக் கொண்டுள்ளன. இந்த தாவரங்கள் உட்டா, நெவாடா, அரிசோனா மற்றும் கலிபோர்னியாவில் உள்ள வெவ்வேறு பூர்வீக வாழ்விடங்களில் சேகரிக்கப்பட்ட விதைகளிலிருந்து எடுக்கப்பட்டன (படம் S7), நாங்கள் வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மை (இங்கு இனத்தொகை நிலை β பன்முகத்தன்மை என்று அழைக்கப்படுகிறது) மற்றும் OSM ஆல் ஏற்படும் சிறப்புத்தன்மையை கணக்கிட்டோம். முந்தைய ஆய்வுகளுடன் ஒத்துப்போகும் வகையில், Hj மற்றும் δj அச்சுகளில் பரந்த அளவிலான வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்களை நாங்கள் கண்டறிந்தோம், இது தாவர உண்ணிகளுக்கு அவற்றின் வளர்சிதை மாற்ற பதில்களின் நெகிழ்வுத்தன்மையில் மரபணு வளங்கள் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது (படம் S7). இந்த அமைப்பு தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் JAs மாற்றங்களின் மாறும் வரம்பு பற்றிய முந்தைய அவதானிப்புகளை நினைவூட்டுகிறது, மேலும் இது ஒரு தனிப்பட்ட இனத்தொகையில் மிக உயர்ந்த மதிப்பைத் தக்க வைத்துக் கொண்டுள்ளது (26, 36). Hj மற்றும் δj-க்கு இடையேயான ஒட்டுமொத்த அளவிலான தொடர்பைச் சோதிக்க JA மற்றும் JA-Ile-ஐப் பயன்படுத்தியதன் மூலம், JA-விற்கும் மெட்டபாலோம் β பன்முகத்தன்மை மற்றும் சிறப்புத்தன்மை குறியீட்டிற்கும் இடையே ஒரு குறிப்பிடத்தக்க நேர்மறைத் தொடர்பு இருப்பதைக் கண்டறிந்தோம் (படம் S7). இது, இன மட்டத்தில் கண்டறியப்பட்ட, தாவர உண்ணிகளால் தூண்டப்பட்ட JAs தூண்டலில் உள்ள பன்முகத்தன்மை, பூச்சி தாவர உண்ணிகளின் தேர்வினால் ஏற்படும் முக்கிய வளர்சிதை மாற்றப் பல்லுருவங்களால் இருக்கலாம் என்று பரிந்துரைக்கிறது.
புகையிலை வகைகள், தூண்டப்பட்ட மற்றும் உள்ளார்ந்த வளர்சிதை மாற்றப் பாதுகாப்புகளின் வகை மற்றும் சார்புத்தன்மையில் பெரிதும் வேறுபடுகின்றன என்று முந்தைய ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. தாவர உண்ணிகளுக்கு எதிரான சமிக்ஞை பரிமாற்றம் மற்றும் பாதுகாப்புத் திறன்களில் ஏற்படும் இந்த மாற்றங்கள், ஒரு குறிப்பிட்ட இனம் வளரும் சூழலில் உள்ள பூச்சிகளின் எண்ணிக்கை அழுத்தம், தாவரத்தின் வாழ்க்கைச் சுழற்சி மற்றும் பாதுகாப்பு உற்பத்திச் செலவுகள் ஆகியவற்றால் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன என்று நம்பப்படுகிறது. வட மற்றும் தென் அமெரிக்காவைச் சேர்ந்த ஆறு நிக்கோடியானா இனங்களின் தாவர உண்ணிகளால் தூண்டப்பட்ட இலை வளர்சிதை மாற்ற மறுவடிவமைப்பின் நிலைத்தன்மையை நாங்கள் ஆய்வு செய்தோம். இந்த இனங்கள் நெபெந்தஸ் வட அமெரிக்காவுடன் நெருங்கிய தொடர்புடையவை, அதாவது நிக்கோலஸ் போசிஃப்ளோ. லா, என். நிக்கோடினிஸ், நிக்கோடியானா என். அட்டென்யூட்டட் கிராஸ், நிக்கோடியானா டபாக்கம், லீனியர் புகையிலை, புகையிலை (நிக்கோடியானா ஸ்பெகாசினி) மற்றும் புகையிலை இலை புகையிலை (நிக்கோடியானா ஒப்டூசிஃபோலியா) (படம் 5A) (37). நன்கு வகைப்படுத்தப்பட்ட இனமான N. please உட்பட இந்த இனங்களில் ஆறு, பெட்டூனியா கிளேடைச் சேர்ந்த வருடாந்திர தாவரங்கள் ஆகும், மற்றும் obtusifolia N. சகோதர கிளேடான Trigonophyllae (38) இன் பல்லாண்டுத் தாவரங்கள் ஆகும். அதைத் தொடர்ந்து, பூச்சி உணவூட்டத்தின் இன-நிலை வளர்சிதை மாற்ற மறுசீரமைப்பைப் படிப்பதற்காக இந்த ஏழு இனங்களில் W + W, W + OSM மற்றும் W + OSS1 தூண்டல் செய்யப்பட்டது.
(A) அதிகபட்ச நிகழ்தகவின் அடிப்படையில் [அணுக்கரு குளுட்டமைன் தொகுப்பிற்காக (38)] மற்றும் நெருங்கிய தொடர்புடைய ஏழு நிகோடியானா இனங்களின் (வெவ்வேறு வண்ணங்கள்) (37) புவியியல் பரவலின் அடிப்படையில் அமைந்த ஒரு பூட்ஸ்டிராப் ஃபைலோஜெனடிக் மரம். (B) ஏழு நிகோடியானா இனங்களின் வளர்சிதை மாற்ற சுயவிவரங்களுக்கான (939 MS/MS; தரவு கோப்பு S1) சிறப்புப் பன்முகத்தன்மையின் ஒரு சிதறல் வரைபடம். இன மட்டத்தில், மெட்டபோலோம் பன்முகத்தன்மை சிறப்புத்தன்மையின் அளவோடு எதிர்மறையாகத் தொடர்புடையது. வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மை மற்றும் சிறப்புத்தன்மைக்கும் JA திரட்சிக்கும் இடையிலான இன-நிலை தொடர்பின் பகுப்பாய்வு படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. S9. வண்ணம், வெவ்வேறு வகைகள்; முக்கோணம், W + OSS1; செவ்வகம், W + OSM; (C) நிகோடியானா JA மற்றும் JA-Ile இயக்கவியல், OS கிளர்ச்சி வீச்சின் படி தரவரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன (இருவழி ANOVA மற்றும் டக்கி HSD பல ஒப்பீடுகளுக்குப் பிறகு, * P <0.05, ** P <0.01 மற்றும் * ** W + OS மற்றும் W + W ஒப்பீட்டிற்கு, P <0.001). தாவர உண்ணி மற்றும் மெத்தில் JA (MeJA) ஆகியவற்றை உருவகப்படுத்திய பிறகு, ஒவ்வொரு சிற்றினத்தின் (D) பன்முகத்தன்மை மற்றும் (E) சிறப்புத்தன்மை ஆகியவற்றின் பெட்டி வரைபடம். நட்சத்திரக் குறியானது W + OS மற்றும் W + W அல்லது லானோலின் மற்றும் W (Lan + W) அல்லது லான் மற்றும் MeJA (Lan + MeJa) மற்றும் லான் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாட்டைக் குறிக்கிறது (இருவழி மாறுபாட்டுப் பகுப்பாய்வு, அதைத் தொடர்ந்து டக்கிஸ் HSD பிந்தைய பல ஒப்பீடு, *P<0.05, **P<0.01 மற்றும் ***P<0.001).
இரட்டை கொத்து முறையைப் பயன்படுத்தி, 939 MS/MS-இன் 9 தொகுதிகளை நாங்கள் அடையாளம் கண்டோம் (தரவுக் கோப்பு S1). வெவ்வேறு சிகிச்சைகளால் மறுவடிவமைக்கப்பட்ட MS/MS-இன் அமைப்பு, சிற்றினங்களுக்கு இடையேயான வெவ்வேறு தொகுதிகளில் பெரிதும் வேறுபடுகிறது (படம் S8). Hj (இங்கு சிற்றின-நிலை γ-பன்முகத்தன்மை எனக் குறிப்பிடப்படுகிறது) மற்றும் δj-ஐக் காட்சிப்படுத்தும்போது, ​​வளர்சிதை மாற்ற வெளியில் வெவ்வேறு சிற்றினங்கள் மிகவும் மாறுபட்ட குழுக்களாக ஒன்று கூடுகின்றன என்பது தெரியவருகிறது; அங்கு சிற்றின-நிலை பிரிவானது பொதுவாக கிளர்ச்சியை விட மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக உள்ளது. N. linear மற்றும் N. obliquus தவிர, மற்றவை தூண்டல் விளைவுகளின் பரந்த இயக்க வரம்பைக் காட்டுகின்றன (படம் 5B). இதற்கு மாறாக, N. purpurea மற்றும் N. obtusifolia போன்ற சிற்றினங்கள் சிகிச்சைக்கு அவ்வளவு வெளிப்படையான வளர்சிதை மாற்றப் பதிலைக் கொண்டிருக்கவில்லை, ஆனால் அவற்றின் வளர்சிதை மாற்றத்தொகுப்பு மிகவும் பன்முகத்தன்மை வாய்ந்ததாக உள்ளது. தூண்டப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றப் பதிலின் சிற்றின-சார்ந்த பரவலானது, சிறப்புத்தன்மைக்கும் காமா பன்முகத்தன்மைக்கும் இடையே ஒரு குறிப்பிடத்தக்க எதிர்மறைத் தொடர்பை ஏற்படுத்தியது (PCC = -0.46, P = 4.9×10-8). OS-ஆல் தூண்டப்பட்ட JAs அளவுகளில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், மெட்டபோலோம் சிறப்புத்தன்மையுடன் நேர்மறையாகவும், ஒவ்வொரு சிற்றினமும் வெளிப்படுத்தும் வளர்சிதை மாற்ற காமா பன்முகத்தன்மையுடன் எதிர்மறையாகவும் தொடர்பு கொண்டுள்ளன (படம் 5B மற்றும் படம் S9). படம் 5C-இல் பேச்சுவழக்கில் "சமிக்ஞை பதில்" சிற்றினங்கள் என்று குறிப்பிடப்படும் நெபெந்தஸ் நெமடோடுகள், நெபெந்தஸ் நெபெந்தஸ், நெபெந்தஸ் அக்யூட் மற்றும் நெபெந்தஸ் அட்டென்யூட்டட் போன்ற சிற்றினங்கள், 30 நிமிடங்களில் குறிப்பிடத்தக்க அறிகுறிகளை ஏற்படுத்தின என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. சமீபத்திய OS-சார்ந்த JA மற்றும் JA-Ile வெடிப்புகள், "சமிக்ஞை பதில் அளிக்காதவை" என்று அழைக்கப்படும் நெபெந்தஸ் மில்ஸ், நெபெந்தஸ் பவுடரி மற்றும் N. ஒப்டூசிஃபோலியா போன்ற பிற பாக்டீரியாக்கள் எந்த OS சிறப்புத்தன்மையும் இல்லாமல் JA-Ile எட்ஜ் தூண்டலை மட்டுமே காட்டுகின்றன (படம் 5C). வளர்சிதை மாற்ற மட்டத்தில், மேலே குறிப்பிட்டபடி, அட்டென்யூட்டட் நெபெந்தஸைப் பொறுத்தவரை, சமிக்ஞை-பதில் அளிக்கும் பொருட்கள் OS சிறப்புத்தன்மையைக் காட்டி, δj-ஐ கணிசமாக அதிகரித்தன, அதே நேரத்தில் Hj-ஐக் குறைத்தன. சமிக்ஞைக்கு எதிர்வினையாற்றாத இனங்களாக வகைப்படுத்தப்பட்ட உயிரினங்களில் இந்த ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்த-சார்ந்த தூண்டல் விளைவு கண்டறியப்படவில்லை (படம் 5, D மற்றும் E). ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்த-சார்ந்த வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள், சமிக்ஞைக்கு எதிர்வினையாற்றும் உயிரினங்களுக்கு இடையில் அடிக்கடி பகிரப்படுகின்றன. மேலும், இந்த சமிக்ஞைக் கொத்துகள், பலவீனமான சமிக்ஞை எதிர்வினைகளைக் கொண்ட உயிரினங்களுடன் கொத்தாக அமைகின்றன. அதே சமயம், பலவீனமான சமிக்ஞை எதிர்வினைகளைக் கொண்ட உயிரினங்கள் குறைந்த சார்புநிலையைக் காட்டுகின்றன (படம் S8). இந்த முடிவு, JAs-இன் ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்த-சார்ந்த தூண்டலும், கீழ்நிலை வளர்சிதை மாற்றத் தொகுப்பின் ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்த-சார்ந்த மறுசீரமைப்பும் உயிரின மட்டத்தில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது.
அடுத்து, தாவரங்களின் சைட்டோபிளாசத்தில் இருக்கும் புறவழி JA-வின் கிடைப்பால் இந்த இணைப்பு முறைகள் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றனவா என்பதை ஆராய, மெத்தில் JA (MeJA) கொண்ட ஒரு லானோலின் பசையைப் பயன்படுத்தி தாவரங்களுக்கு சிகிச்சை அளித்தோம். விரைவான டீஎஸ்டரிஃபிகேஷன் என்பது JA ஆகும். JA-வின் தொடர்ச்சியான விநியோகத்தால், சமிக்ஞைக்குப் பதிலளிக்கும் இனங்களிலிருந்து சமிக்ஞைக்குப் பதிலளிக்காத இனங்களாகப் படிப்படியாக மாறும் அதே போக்கை நாங்கள் கண்டறிந்தோம் (படம் 5, D மற்றும் E). சுருக்கமாக, MeJA சிகிச்சையானது நேரியல் நூற்புழுக்களான N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens, மற்றும் N. mikimotoi ஆகியவற்றின் வளர்சிதைமாற்றங்களை வலுவாக மறுசீரமைத்தது, இதன் விளைவாக δj-ல் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பும் Hj-ல் குறைவும் ஏற்பட்டது. N. purpurea δj-ல் மட்டுமே அதிகரிப்பைக் காட்டியது, ஆனால் Hj-ல் இல்லை. முன்னர் மிகக் குறைந்த அளவிலான JA-க்களைக் குவிப்பதாகக் காட்டப்பட்ட N. obtusifolia-வும், வளர்சிதைமாற்ற மறுசீரமைப்பைப் பொறுத்தவரை MeJA சிகிச்சைக்கு மோசமாகப் பதிலளிக்கிறது. இந்த முடிவுகள், சமிக்ஞைக்குப் பதிலளிக்காத இனங்களில் JA உற்பத்தி அல்லது சமிக்ஞைக் கடத்தல் உடலியல் ரீதியாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கின்றன. இந்தக் கருதுகோளைச் சோதிக்க, W + W, W + OSMகள் மற்றும் W + OSS1 டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் (39) ஆகியவற்றால் தூண்டப்பட்ட நான்கு இனங்களை (N. pallens, N. mills, N. pink மற்றும் N. microphylla) நாங்கள் ஆய்வு செய்தோம். மெட்டபோலோம் மறுவடிவமைப்பின் வடிவத்திற்கு ஏற்ப, இனங்கள் டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் வெளியில் நன்கு பிரிக்கப்பட்டுள்ளன, அவற்றுள் N. attenuated மிக உயர்ந்த OS-தூண்டப்பட்ட RDPI-ஐக் காட்டியது, அதே நேரத்தில் N. gracilis மிகக் குறைந்ததைக் கொண்டிருந்தது (படம் 6A). இருப்பினும், N. oblonga ஆல் தூண்டப்பட்ட டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் பன்முகத்தன்மை நான்கு இனங்களிலும் மிகக் குறைவாக இருப்பது கண்டறியப்பட்டது, இது முன்னர் ஏழு இனங்களில் காட்டப்பட்ட N. oblonga-வின் மிக உயர்ந்த மெட்டாபோனமிக் பன்முகத்தன்மைக்கு முரணானது. முந்தைய ஆய்வுகள், JA சமிக்ஞைகள் உட்பட, ஆரம்பகால பாதுகாப்பு சமிக்ஞைகளுடன் தொடர்புடைய மரபணுக்களின் தொகுப்பு, நிக்கோடியானா இனங்களில் தாவர உண்ணி தொடர்பான தூண்டிகளால் தூண்டப்பட்ட ஆரம்பகால பாதுகாப்பு பதில்களின் தனித்தன்மையை விளக்குகிறது என்பதைக் காட்டியுள்ளன (39). இந்த நான்கு சிற்றினங்களுக்கு இடையேயான JA சமிக்ஞை வழித்தடங்களை ஒப்பிட்டுப் பார்த்ததில் ஒரு சுவாரஸ்யமான அமைப்பு வெளிப்பட்டது (படம் 6B). இந்த வழித்தடத்தில் உள்ள AOC, OPR3, ACX மற்றும் COI1 போன்ற பெரும்பாலான மரபணுக்கள், இந்த நான்கு சிற்றினங்களிலும் ஒப்பீட்டளவில் அதிக அளவிலான தூண்டலைக் காட்டின. இருப்பினும், JAR4 என்ற ஒரு முக்கிய மரபணு, JA-வை அதன் உயிரியல் ரீதியாகச் செயல்படும் வடிவமான JA-Ile திரண்ட டிரான்ஸ்கிரிப்டுகளாக மாற்றுகிறது, மேலும் அதன் படியெடுத்தல் நிலை, குறிப்பாக N. mills, Nepenthes pieris மற்றும் N. microphylla ஆகியவற்றில் மிகவும் குறைவாக உள்ளது. கூடுதலாக, N. bifidum-ல் AOS என்ற மற்றொரு மரபணுவின் டிரான்ஸ்கிரிப்ட் மட்டுமே கண்டறியப்படவில்லை. மரபணு வெளிப்பாட்டில் ஏற்படும் இந்த மாற்றங்கள், சமிக்ஞை அனெர்ஜிக் சிற்றினங்களில் குறைந்த JA உற்பத்தியால் தூண்டப்படும் தீவிரமான புறத்தோற்றங்களுக்கும், N. gracilis-ன் தூண்டலுக்கும் காரணமாக இருக்கலாம்.
(அ) ​​தாவர உண்ணித் தாக்குதலுக்கு 30 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு மாதிரி எடுக்கப்பட்ட, நெருங்கிய தொடர்புடைய நான்கு புகையிலை இனங்களின் ஆரம்பகால படியெடுத்தல் துலங்கல்களின் மறுநிகழ்வாக்கம் குறித்த தகவல் கோட்பாட்டுப் பகுப்பாய்வு. தாவர உண்ணி OS-ஆல் தூண்டப்பட்ட இலைகளை, காயக் கட்டுப்பாட்டுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம் RDPI கணக்கிடப்படுகிறது. வண்ணங்கள் வெவ்வேறு இனங்களையும், குறியீடுகள் வெவ்வேறு சிகிச்சை முறைகளையும் குறிக்கின்றன. (ஆ) நான்கு இனங்களிடையே JA சமிக்ஞைப் பாதைகளில் உள்ள மரபணு வெளிப்பாட்டின் பகுப்பாய்வு. எளிமைப்படுத்தப்பட்ட JA பாதை, பெட்டி வரைபடத்திற்கு அடுத்ததாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. வெவ்வேறு வண்ணங்கள் வெவ்வேறு செயலாக்க முறைகளைக் குறிக்கின்றன. W + OS சிகிச்சைக்கும் W + W கட்டுப்பாட்டிற்கும் இடையே குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு இருப்பதைக் நட்சத்திரக்குறி குறிக்கிறது (இணை வேறுபாடுகளுக்கான ஸ்டூடண்ட்ஸ் t-சோதனைக்கு, *P<0.05, **P<0.01 மற்றும் ***P<0.001). OPDA, 12-ஆக்சோபைட்டோடையீனோயிக் அமிலம்; OPC-8: 0,3-ஆக்சோ-2(2′(Z)-பென்டீனைல்)-சைக்ளோபென்டேன்-1-ஆக்டானோயிக் அமிலம்.
கடைசிப் பகுதியில், வெவ்வேறு தாவர இனங்களின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் பூச்சி இனங்களுக்குத் தனித்துவமான மறுவடிவமைப்பு எவ்வாறு தாவர உண்ணிகளுக்கு எதிர்ப்புத் திறனை அளிக்க முடியும் என்பதைப் படித்தோம். முந்தைய ஆராய்ச்சி நிக்கோடியானா பேரினத்தை வலியுறுத்தியது. Ms மற்றும் லார்வாக்களுக்கு அவற்றின் எதிர்ப்புத் திறன் பெரிதும் வேறுபடுகிறது (40). இங்கே, இந்த மாதிரிக்கும் அவற்றின் வளர்சிதை மாற்ற நெகிழ்வுத்தன்மைக்கும் இடையிலான தொடர்பை நாங்கள் ஆய்வு செய்தோம். மேற்கூறிய நான்கு புகையிலை இனங்களைப் பயன்படுத்தி, தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்றத்தின் பன்முகத்தன்மை மற்றும் சிறப்புத்தன்மைக்கும், Ms மற்றும் Sl-க்கு தாவரங்களின் எதிர்ப்புத் திறனுக்கும் இடையிலான தொடர்பைச் சோதித்ததில், பொதுவான Sl-க்கு எதிரான எதிர்ப்புத் திறன், பன்முகத்தன்மை மற்றும் சிறப்புத்தன்மை ஆகிய அனைத்தும் நேர்மறையாகத் தொடர்புடையவை என்பதைக் கண்டறிந்தோம், அதே நேரத்தில் நிபுணத்துவம் வாய்ந்த பெண் பூச்சிகளுக்கு எதிரான எதிர்ப்புத் திறனுக்கும் சிறப்புத்தன்மைக்கும் இடையிலான தொடர்பு பலவீனமாகவும், பன்முகத்தன்மையுடனான தொடர்பு குறிப்பிடத்தக்கதாக இல்லாமலும் இருந்தது (படம் S10). S1 எதிர்ப்புத் திறனைப் பொறுத்தவரை, முன்னர் JA சமிக்ஞை பரிமாற்ற நிலைகள் மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற நெகிழ்வுத்தன்மை ஆகிய இரண்டையும் வெளிப்படுத்துவதாகக் காட்டப்பட்ட, வீரியம் குறைந்த N. chinensis மற்றும் N. gracilis ஆகிய இரண்டும், தாவர உண்ணித் தூண்டலுக்கு மிகவும் மாறுபட்ட பதில்களைக் கொண்டிருந்தன, மேலும் அவை ஒத்த உயர் எதிர்ப்புத் திறனையும் காட்டின. பாலினம்.
கடந்த அறுபது ஆண்டுகளில், தாவரப் பாதுகாப்பு கோட்பாடு ஒரு தத்துவார்த்த கட்டமைப்பை வழங்கியுள்ளது, அதன் அடிப்படையில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தாவர சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களின் கணிசமான எண்ணிக்கையிலான பரிணாமம் மற்றும் செயல்பாடுகளை கணித்துள்ளனர். இந்தக் கோட்பாடுகளில் பெரும்பாலானவை வலுவான அனுமானங்களின் (41) சாதாரண நடைமுறையைப் பின்பற்றுவதில்லை. அவை ஒரே பகுப்பாய்வு மட்டத்தில் முக்கிய கணிப்புகளை (3) முன்மொழிகின்றன. முக்கிய கணிப்புகளின் சோதனையானது குறிப்பிட்ட கோட்பாடுகளை பகுப்பாய்வு செய்ய அனுமதிக்கும்போது, ​​இது இந்தத் துறையை முன்னோக்கி நகர்த்தும். அவை ஆதரிக்கப்படும், ஆனால் மற்றவை நிராகரிக்கப்படும் (42). மாறாக, புதிய கோட்பாடு வெவ்வேறு பகுப்பாய்வு நிலைகளில் கணிப்புகளைச் செய்கிறது மற்றும் விளக்கக் கருத்தாய்வுகளின் ஒரு புதிய அடுக்கைச் சேர்க்கிறது (42). இருப்பினும், செயல்பாட்டு மட்டத்தில் முன்மொழியப்பட்ட இரண்டு கோட்பாடுகளான MT மற்றும் OD, தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் சிறப்பு வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்களின் முக்கிய கணிப்புகளாக எளிதாக விளக்கப்படலாம்: OD கோட்பாடு சிறப்பு வளர்சிதை மாற்ற "இடத்தில்" ஏற்படும் மாற்றங்கள் மிகவும் திசைசார்ந்தவை என்று நம்புகிறது. MT கோட்பாடு இந்த மாற்றங்கள் திசைசாராதவையாகவும், வளர்சிதை மாற்ற இடத்தில் தோராயமாகவும் அமைந்திருக்கும் என்றும், அதிக பாதுகாப்பு மதிப்புள்ள வளர்சிதை மாற்றங்களைக் கொண்டிருக்கும் என்றும் நம்புகிறது. OD மற்றும் MT கணிப்புகளின் முந்தைய ஆய்வுகள், முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட "பாதுகாப்பு" சேர்மங்களின் ஒரு குறுகிய தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி சோதிக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த வளர்சிதை மாற்ற மைய சோதனைகள், தாவர உண்ணுதலின் போது வளர்சிதை மாற்ற மறுசீரமைப்பின் அளவு மற்றும் பாதையை பகுப்பாய்வு செய்யும் திறனைத் தடுக்கின்றன, மேலும் தாவர வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களை ஒட்டுமொத்தமாக அளவிடுவதற்கு, ஒரு சீரான புள்ளிவிவர கட்டமைப்பிற்குள் சோதனை செய்ய அனுமதிக்காது. இங்கே, உலகளாவிய வளர்சிதை மாற்ற மட்டத்தில் முன்மொழியப்பட்ட இரண்டிற்கும் இடையிலான வேறுபாட்டை சோதிக்க, கணக்கீட்டு MS அடிப்படையிலான வளர்சிதை மாற்றவியலில் புதுமையான தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, தகவல் கோட்பாட்டு விவரிப்பான்களின் பொதுவான நாணயத்தில் டீகன்வல்யூஷன் MS பகுப்பாய்வைச் செய்தோம். இந்த கோட்பாட்டின் முக்கிய கணிப்பு. தகவல் கோட்பாடு பல துறைகளில், குறிப்பாக பல்லுயிர் மற்றும் ஊட்டச்சத்து ஓட்ட ஆராய்ச்சி சூழலில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது (43). இருப்பினும், எங்களுக்குத் தெரிந்தவரை, தாவரங்களின் வளர்சிதை மாற்ற தகவல் வெளியை விவரிக்கவும், சுற்றுச்சூழல் சமிக்ஞைகளுக்கு பதிலளிக்கும் தற்காலிக வளர்சிதை மாற்ற மாற்றங்கள் தொடர்பான சூழலியல் சிக்கல்களைத் தீர்க்கவும் பயன்படுத்தப்படும் முதல் பயன்பாடு இதுவாகும். குறிப்பாக, இந்த முறையின் திறன், தாவர உண்ணிகள் வெவ்வேறு இனங்களிலிருந்து பரிணாம வளர்ச்சியின் வெவ்வேறு நிலைகளில் இனங்களுக்கு இடையேயான பெரு-பரிணாம வடிவங்களுக்கு எவ்வாறு பரிணமித்துள்ளன என்பதை ஆராய, தாவர இனங்களுக்கு உள்ளேயும் இடையேயும் உள்ள வடிவங்களை ஒப்பிடும் திறனில் உள்ளது. வளர்சிதை மாற்றம்.
முதன்மைக் கூறுப் பகுப்பாய்வு (PCA) ஒரு பன்மாறித் தரவுத் தொகுப்பைப் பரிமாணக் குறைப்பு வெளிக்கு மாற்றுகிறது, இதன் மூலம் தரவின் முக்கியப் போக்கை விளக்க முடிகிறது. எனவே, இது பொதுவாக தரவுத் தொகுப்பைப் பகுப்பாய்வு செய்வதற்கான ஒரு ஆய்வு நுட்பமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, டீகன்வல்யூஷன் மெட்டபோலோம். இருப்பினும், பரிமாணக் குறைப்பு தரவுத் தொகுப்பில் உள்ள தகவல் உள்ளடக்கத்தின் ஒரு பகுதியை இழக்கச் செய்யும். மேலும், சூழலியல் கோட்பாட்டிற்கு குறிப்பாகத் தொடர்புடைய பண்புகள் பற்றிய அளவுசார் தகவல்களை PCA-ஆல் வழங்க முடியாது. எடுத்துக்காட்டாக: தாவர உண்ணிகள் சிறப்புத் துறைகளில் (எடுத்துக்காட்டாக, வளம், பரவல் மற்றும் மிகுதி) உள்ள பன்முகத்தன்மையை வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களில் எவ்வாறு மறுசீரமைக்கின்றன? ஒரு குறிப்பிட்ட தாவர உண்ணியின் தூண்டப்பட்ட நிலையை எந்த வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் கணிக்கின்றன? தனித்தன்மை, பன்முகத்தன்மை மற்றும் தூண்டக்கூடிய தன்மை ஆகியவற்றின் கண்ணோட்டத்தில், இலை சார்ந்த வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களின் சுயவிவரத்தின் தகவல் உள்ளடக்கம் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது, மேலும் தாவர உண்ணிகளின் உண்ணுதல் குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றத்தைச் செயல்படுத்த முடியும் என்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது. எதிர்பாராதவிதமாக, செயல்படுத்தப்பட்ட தகவல் கோட்பாட்டுக் குறிகாட்டிகளில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, இரண்டு தாவர உண்ணிகளின் (இரவில் உண்ணும் பொதுவான தாவரம் Sl) மற்றும் சோலனேசியே நிபுணரான தாவரம் Ms) தாக்குதல்களுக்குப் பிறகு, அதன் விளைவாக ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்ற நிலைமையில் ஒரு பெரிய ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்தல் இருப்பதைக் கவனித்தோம். அவற்றின் உணவுப் பழக்கமும் செறிவும் கணிசமாக வேறுபட்டிருந்தாலும். OS-இல் கொழுப்பு அமிலம்-அமினோ அமில இணைவு (FAC) தொடக்கி (31). தரப்படுத்தப்பட்ட துளை காயங்களுக்கு சிகிச்சையளிக்க தாவர உண்ணி OS-ஐப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், உருவகப்படுத்தப்பட்ட தாவர உண்ணி சிகிச்சையும் இதேபோன்ற போக்கைக் காட்டியது. தாவர உண்ணி தாக்குதல்களுக்கு தாவரங்களின் பதிலை உருவகப்படுத்துவதற்கான இந்த தரப்படுத்தப்பட்ட செயல்முறை, தாவர உண்ணிகளின் உணவுப் பழக்கத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் ஏற்படும் குழப்பமான காரணிகளை நீக்குகிறது, இது வெவ்வேறு நேரங்களில் வெவ்வேறு அளவிலான சேதங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது (34). OSM-இன் முக்கிய காரணமாக அறியப்படும் FAC, OSS1-இல் JAS மற்றும் பிற தாவர ஹார்மோன் பதில்களைக் குறைக்கிறது, அதே நேரத்தில் OSS1 நூற்றுக்கணக்கான மடங்கு குறைக்கிறது (31). இருப்பினும், OSM உடன் ஒப்பிடும்போது OSS1 அதே அளவிலான JA திரட்சியை ஏற்படுத்தியது. பலவீனப்படுத்தப்பட்ட நெபெந்தஸில் JA எதிர்வினை OSM-க்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது என்று முன்னர் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, அங்கு FAC தண்ணீரில் 1:1000 என்ற விகிதத்தில் நீர்த்தாலும் அதன் செயல்பாட்டைத் தக்க வைத்துக் கொள்ள முடியும் (44). எனவே, OSM உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​OSS1-ல் FAC மிகவும் குறைவாக இருந்தாலும், போதுமான JA வெடிப்பைத் தூண்டுவதற்கு இது போதுமானது. போரின் போன்ற புரதங்கள் (45) மற்றும் ஒலிகோசாக்கரைடுகள் (46) OSS1-ல் தாவர பாதுகாப்பு எதிர்வினைகளைத் தூண்டுவதற்கான மூலக்கூறு தடயங்களாகப் பயன்படுத்தப்படலாம் என்று முந்தைய ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. இருப்பினும், தற்போதைய ஆய்வில் காணப்பட்ட JA குவிப்புக்கு OSS1-ல் உள்ள இந்த தூண்டிகள் காரணமா என்பது இன்னும் தெளிவாகத் தெரியவில்லை.
வெவ்வேறு தாவர உண்ணிகள் அல்லது புறத்தேய JA அல்லது SA (சாலிசிலிக் அமிலம்) (47) ஆகியவற்றின் பயன்பாட்டினால் ஏற்படும் வேறுபட்ட வளர்சிதை மாற்ற அடையாளங்களை விவரிக்கும் ஆய்வுகள் குறைவாக இருந்தாலும், தாவரப் புல் வலையமைப்பில் தாவர உண்ணி இன-குறிப்பிட்ட சீர்குலைவையும், குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றத்தின் மீதான அதன் விளைவுகளையும் யாரும் ஆராயவில்லை. வளர்சிதை மாற்றத்தின் ஒட்டுமொத்த தாக்கம் முறையாக ஆய்வு செய்யப்படுகிறது. இந்த பகுப்பாய்வு, JAs தவிர மற்ற தாவர ஹார்மோன்களுடனான உள் ஹார்மோன் வலையமைப்பு இணைப்பு, தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்ற மறுசீரமைப்பின் தனித்தன்மையை வடிவமைக்கிறது என்பதை மேலும் உறுதிப்படுத்தியது. குறிப்பாக, OSM-ஆல் ஏற்படும் ET, OSS1-ஆல் ஏற்படுவதை விட கணிசமாக அதிகமாக இருப்பதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம். இந்த முறை OSM-இல் அதிக FAC உள்ளடக்கம் இருப்பதற்கு இணக்கமாக உள்ளது, இது ஒரு ET வெடிப்பைத் தூண்டுவதற்கு அவசியமான மற்றும் போதுமான நிபந்தனையாகும் (48). தாவரங்களுக்கும் தாவர உண்ணிகளுக்கும் இடையிலான தொடர்புகளின் சூழலில், தாவர-குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்ற இயக்கவியலில் ET-இன் சமிக்ஞை செயல்பாடு இன்னும் சீரற்றதாக உள்ளது மற்றும் ஒரு ஒற்றை சேர்மக் குழுவை மட்டுமே குறிவைக்கிறது. கூடுதலாக, பெரும்பாலான ஆய்வுகள் ET-யின் ஒழுங்குமுறையைப் பற்றி ஆய்வு செய்ய, ET அல்லது அதன் முன்னோடிகள் அல்லது பல்வேறு தடுப்பான்களின் புறப் பயன்பாட்டைப் பயன்படுத்தியுள்ளன, அவற்றுள் இந்த புற இரசாயனப் பயன்பாடுகள் பல குறிப்பிட்ட பக்க விளைவுகளை உருவாக்கும். எங்களுக்குத் தெரிந்தவரை, தாவர வளர்சிதை மாற்ற இயக்கவியலை ஒருங்கிணைக்க, குறைபாடுள்ள மரபணு மாற்றப்பட்ட தாவரங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கும் உணர்வதற்கும் ET-யின் பயன்பாட்டில் அதன் பங்கைப் பற்றிய முதல் பெரிய அளவிலான முறையான பரிசோதனையை இந்த ஆய்வு பிரதிபலிக்கிறது. தாவர உண்ணி-குறிப்பிட்ட ET தூண்டல் இறுதியில் வளர்சிதை மாற்ற பதிலை மாற்றியமைக்க முடியும். மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கது, ET உயிர் தொகுப்பு (ACO) மற்றும் உணர்தல் (ETR1) மரபணுக்களின் மரபணு மாற்ற கையாளுதல் ஆகும், இது தாவர உண்ணி-குறிப்பிட்ட ஃபீனாலமைடுகளின் புதிதாக உருவாகும் திரட்சியை வெளிப்படுத்தியது. புட்ரெசின் N-மெத்தில்ட்ரான்ஸ்ஃபெரேஸை (49) ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் JA-தூண்டப்பட்ட நிக்கோட்டின் திரட்சியை ET நுட்பமாக சரிசெய்ய முடியும் என்று முன்பு காட்டப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், ஒரு இயந்திரவியல் கண்ணோட்டத்தில், ஃபீனாமைடின் தூண்டலை ET எவ்வாறு நுட்பமாக சரிசெய்கிறது என்பது தெளிவாக இல்லை. ET-யின் சமிக்ஞை கடத்தும் செயல்பாட்டிற்கு கூடுதலாக, பாலிஅமினோபீனால் அமைடுகளில் முதலீட்டை ஒழுங்குபடுத்துவதற்காக வளர்சிதை மாற்ற ஓட்டமானது S-அடினோசில்-1-மெத்தியோனினுக்குத் திசைதிருப்பப்படலாம். S-அடினோசில்-1-மெத்தியோனின் என்பது ET மற்றும் பாலிஅமைன் உயிரியக்கப் பாதையின் ஒரு பொதுவான இடைநிலைப்பொருள் ஆகும். ET சமிக்ஞையானது பீனோலமைடின் அளவை ஒழுங்குபடுத்தும் வழிமுறை குறித்து மேலும் ஆய்வு செய்யப்பட வேண்டும்.
நீண்ட காலமாக, அறியப்படாத கட்டமைப்பைக் கொண்ட அதிக எண்ணிக்கையிலான சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் காரணமாக, குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றப் பிரிவுகளின் மீது தீவிர கவனம் செலுத்தியதால், உயிரியல் இடைவினைகளுக்குப் பிறகு வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையின் தற்காலிக மாற்றங்களைத் துல்லியமாக மதிப்பிட முடியவில்லை. தற்போது, ​​தகவல் கோட்பாட்டுப் பகுப்பாய்வின் அடிப்படையில், பாரபட்சமற்ற வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட MS/MS நிறமாலை கையகப்படுத்தலின் முக்கிய முடிவு என்னவென்றால், தாவர உண்ணிகளை உண்ணும் அல்லது அவற்றைப் போலச் செயல்படும் தாவர உண்ணிகள், இலை வளர்சிதை மாற்றத் தொகுப்பின் ஒட்டுமொத்த வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையைக் குறைத்துக்கொண்டே, அதன் சிறப்புத்தன்மையின் அளவை அதிகரிக்கின்றன. தாவர உண்ணிகளால் ஏற்படும் வளர்சிதை மாற்றத் தொகுப்பின் சிறப்புத்தன்மையில் ஏற்படும் இந்தத் தற்காலிக அதிகரிப்பு, டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் சிறப்புத்தன்மையில் ஏற்படும் ஒரு கூட்டு அதிகரிப்புடன் தொடர்புடையது. இந்த பெரிய வளர்சிதை மாற்றத் தொகுப்பு சிறப்புத்தன்மைக்கு மிகவும் பங்களிக்கும் அம்சம் (அதிக Si மதிப்பைக் கொண்டிருப்பது) என்பது, முன்னர் வகைப்படுத்தப்பட்ட தாவர உண்ணி செயல்பாட்டைக் கொண்ட சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றப் பொருளாகும். இந்த மாதிரி OD கோட்பாட்டின் கணிப்புடன் ஒத்துப்போகிறது, ஆனால் வளர்சிதை மாற்றத் தொகுப்பு மறுநிரலாக்கத்தின் சீரற்ற தன்மை தொடர்பான MT-யின் கணிப்பு ஒத்துப்போகவில்லை. இருப்பினும், இந்தத் தரவு கலப்பு மாதிரியின் (சிறந்த MT; படம் 1B) கணிப்புடனும் ஒத்துப்போகிறது, ஏனெனில் அறியப்படாத பாதுகாப்புச் செயல்பாடுகளைக் கொண்ட, பண்பறியப்படாத பிற வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் சீரற்ற Si பரவலைப் பின்பற்றக்கூடும்.
இந்த ஆராய்ச்சியில் மேலும் கண்டறியப்பட்ட ஒரு குறிப்பிடத்தக்க முறை என்னவென்றால், நுண்-பரிணாம நிலை (ஒற்றைத் தாவரம் மற்றும் புகையிலை இனத்தொகை) முதல் ஒரு பெரிய பரிணாம அளவு வரை (நெருங்கிய தொடர்புடைய புகையிலை இனங்கள்), பரிணாம அமைப்பின் வெவ்வேறு நிலைகள் "சிறந்த பாதுகாப்பில்" தாவர உண்ணிகளின் திறன்களில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. மூர் மற்றும் பலர் (20) மற்றும் கெஸ்லர் மற்றும் கால்ஸ்கே (1) ஆகியோர், விட்டேக்கரால் (50) முதலில் வேறுபடுத்தப்பட்ட பல்லுயிர் பெருக்கத்தின் மூன்று செயல்பாட்டு நிலைகளை, வேதியியல் பன்முகத்தன்மையின் அடிப்படை மற்றும் தூண்டப்பட்ட தற்காலிக மாற்றங்களாக மாற்றுவதற்கு சுயாதீனமாக முன்மொழிந்தனர்; இந்த ஆசிரியர்கள் பெரிய அளவிலான மெட்டபோலோம் தரவு சேகரிப்புக்கான நடைமுறைகளைச் சுருக்கவில்லை, மேலும் இந்தத் தரவுகளிலிருந்து வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையை எவ்வாறு கணக்கிடுவது என்பதையும் கோடிட்டுக் காட்டவில்லை. இந்த ஆய்வில், விட்டேக்கரின் செயல்பாட்டு வகைப்பாட்டில் சிறிய மாற்றங்கள், α-வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையை ஒரு குறிப்பிட்ட தாவரத்தில் உள்ள MS/MS நிறமாலைகளின் பன்முகத்தன்மையாகவும், β-வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையை ஒரு குழு இனத்தொகைகளின் அடிப்படை இனங்களுக்குள்ளான வளர்சிதை மாற்றமாகவும், மற்றும் γ-வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையை ஒத்த இனங்களின் பகுப்பாய்வின் நீட்டிப்பாகவும் கருதும்.
பரந்த அளவிலான தாவர உண்ணிகளின் வளர்சிதை மாற்றப் பதில்களுக்கு JA சமிக்ஞை இன்றியமையாதது. இருப்பினும், வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மைக்கு JA உயிர் தொகுப்பின் இனங்களுக்குள்ளான ஒழுங்குமுறையின் பங்களிப்பு குறித்த கடுமையான அளவுரீதியான சோதனைகள் இல்லை. மேலும், உயர் பெருபரிணாம அளவில், மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மைக்கு JA சமிக்ஞை ஒரு பொதுவான தளமாக உள்ளதா என்பதும் இன்னும் தெளிவற்று உள்ளது. நெபெந்தஸ் தாவர உண்ணியின் தாவர உண்ணும் இயல்பு வளர்சிதை மாற்ற சிறப்புத்தன்மையைத் தூண்டுகிறது என்பதையும், நிக்கோடியானா இனங்களின் பாப்புலேஷனுக்குள்ளும் மற்றும் நெருங்கிய தொடர்புடைய நிக்கோடியானா இனங்களுக்கு இடையேயும் உள்ள வளர்சிதை மாற்ற சிறப்புத்தன்மையின் மாறுபாடு, JA சமிக்ஞையுடன் முறையாக நேர்மறையாகத் தொடர்புடையது என்பதையும் நாங்கள் கண்டறிந்தோம். கூடுதலாக, JA சமிக்ஞை பாதிக்கப்படும்போது, ​​ஒரு ஒற்றை மரபணு வகை தாவர உண்ணியால் தூண்டப்பட்ட வளர்சிதை மாற்ற சிறப்புத்தன்மை ரத்து செய்யப்படும் (படம் 3, C மற்றும் E). இயற்கையாகவே வீரியம் குறைந்த நெபெந்தஸ் பாப்புலேஷன்களின் வளர்சிதை மாற்ற நிறமாலை மாற்றங்கள் பெரும்பாலும் அளவுரீதியானவை என்பதால், இந்த பகுப்பாய்வில் வளர்சிதை மாற்ற β பன்முகத்தன்மை மற்றும் சிறப்புத்தன்மையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், வளர்சிதை மாற்றப் பொருள் நிறைந்த சேர்ம வகைகளின் வலுவான தூண்டுதலால் பெருமளவில் ஏற்பட்டிருக்கலாம். இந்த சேர்ம வகுப்புகள் வளர்சிதை மாற்ற சுயவிவரத்தின் ஒரு பகுதியில் ஆதிக்கம் செலுத்துவதோடு, JA சமிக்ஞைகளுடன் நேர்மறையான தொடர்புக்கும் வழிவகுக்கின்றன.
அதனுடன் நெருங்கிய தொடர்புடைய புகையிலை இனங்களின் உயிர்வேதியியல் வழிமுறைகள் மிகவும் வேறுபட்டிருப்பதால், வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் குறிப்பாக பண்புரீதியான அம்சத்தில் அடையாளம் காணப்படுகின்றன, எனவே இது மேலும் பகுப்பாய்வு ரீதியாக உள்ளது. கைப்பற்றப்பட்ட வளர்சிதை மாற்ற விவரக்குறிப்பின் தகவல் கோட்பாட்டின் செயலாக்கம், தாவர உண்ணித் தூண்டல் வளர்சிதை மாற்ற காமா பன்முகத்தன்மைக்கும் சிறப்புத்தன்மைக்கும் இடையிலான சமநிலையை மோசமாக்குகிறது என்பதை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த சமநிலையில் JA சமிக்ஞை ஒரு மையப் பங்கை வகிக்கிறது. வளர்சிதை மாற்றத்தொகுப்பு சிறப்புத்தன்மையின் அதிகரிப்பு, முக்கிய OD கணிப்புடன் ஒத்துப்போகிறது மற்றும் JA சமிக்ஞையுடன் நேர்மறையாகத் தொடர்புடையது, அதே சமயம் JA சமிக்ஞை வளர்சிதை மாற்ற காமா பன்முகத்தன்மையுடன் எதிர்மறையாகத் தொடர்புடையது. இந்த மாதிரிகள், தாவரங்களின் OD திறன், நுண் பரிணாம அளவிலோ அல்லது பெரிய பரிணாம அளவிலோ, முக்கியமாக JA-வின் நெகிழ்வுத்தன்மையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கின்றன. JA உயிர் தொகுப்பு குறைபாடுகளைத் தவிர்த்து மேற்கொள்ளப்பட்ட புற JA பயன்பாட்டு சோதனைகள், தாவர உண்ணிகளால் தூண்டப்பட்ட அவற்றின் JA மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்தொகுப்பு நெகிழ்வுத்தன்மையின் முறையைப் போலவே, நெருங்கிய தொடர்புடைய புகையிலை இனங்களையும் சமிக்ஞைக்குப் பதிலளிக்கும் மற்றும் பதிலளிக்காத இனங்களாக வேறுபடுத்த முடியும் என்பதை மேலும் வெளிப்படுத்துகின்றன. சமிக்ஞைகளுக்குப் பதிலளிக்காத உயிரினங்கள், தங்களால் அகத்தே உற்பத்தி செய்யப்படும் JA-ஐ உற்பத்தி செய்ய இயலாததால் பதிலளிக்க முடிவதில்லை; எனவே அவை உடலியல் வரம்புகளுக்கு உட்படுகின்றன. இது, JA சமிக்ஞைப் பாதையில் உள்ள சில முக்கிய மரபணுக்களில் (N. crescens-இல் AOS மற்றும் JAR4) ஏற்படும் சடுதி மாற்றங்களால் ஏற்படலாம். இந்த இனங்களுக்கிடையேயான பேரினப் பரிணாமப் போக்குகள், முக்கியமாக அக ஹார்மோன் உணர்தல் மற்றும் பதிலளிக்கும் திறனில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் இயக்கப்படலாம் என்பதை இந்த முடிவு எடுத்துக்காட்டுகிறது.
தாவரங்களுக்கும் தாவர உண்ணிகளுக்கும் இடையிலான தொடர்புகளுக்கு மேலதிகமாக, வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையை ஆராய்வது என்பது, சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்ப உயிரியல் தகவமைப்பு மற்றும் சிக்கலான புறத்தோற்றப் பண்புகளின் பரிணாமம் குறித்த ஆராய்ச்சியில் உள்ள அனைத்து முக்கிய கோட்பாட்டு முன்னேற்றங்களுடனும் தொடர்புடையது. நவீன வளர்சிதை மாற்ற மாதிரி (MS) கருவிகளால் பெறப்படும் தரவுகளின் அளவு அதிகரித்துள்ளதால், வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மை மீதான கருதுகோள் சோதனையானது, இப்போது தனிநபர்/வகை வளர்சிதை மாற்ற வேறுபாடுகளைக் கடந்து, எதிர்பாராத வடிவங்களை வெளிப்படுத்த உலகளாவிய பகுப்பாய்வைச் செய்ய முடிகிறது. பெரிய அளவிலான பகுப்பாய்வுச் செயல்பாட்டில், தரவுகளை ஆராயப் பயன்படுத்தக்கூடிய அர்த்தமுள்ள வரைபடங்களை உருவாக்கும் எண்ணமே ஒரு முக்கியமான உருவகமாகும். எனவே, பாரபட்சமற்ற வளர்சிதை மாற்ற மாதிரி (MS/MS) வளர்சிதை மாற்றவியல் மற்றும் தகவல் கோட்பாடு ஆகியவற்றின் தற்போதைய கலவையின் ஒரு முக்கிய விளைவு என்னவென்றால், அது வெவ்வேறு வகைப்பாட்டு அளவுகளில் வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையை ஆராய்வதற்கான வரைபடங்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு எளிய அளவீட்டை வழங்குகிறது. இது இந்த முறையின் அடிப்படைத் தேவையாகும். நுண்/பேரியல் பரிணாமம் மற்றும் சமூகச் சூழலியல் ஆய்வு.
பேரினப் பரிணாம மட்டத்தில், எர்லிச் மற்றும் ரேவனின் (51) தாவர-பூச்சி இணை-பரிணாமக் கோட்பாட்டின் மையக்கரு, சிற்றினங்களுக்கு இடையேயான வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையின் மாறுபாடுதான் தாவர மரபுவழிகளின் பன்முகப்படுத்தலுக்குக் காரணம் என்று கணிப்பதாகும். இருப்பினும், இந்த முக்கியப் படைப்பு வெளியிடப்பட்டு ஐம்பது ஆண்டுகளில், இந்தக் கருதுகோள் அரிதாகவே சோதிக்கப்பட்டுள்ளது (52). இது பெரும்பாலும் நீண்ட தூர தாவர மரபுவழிகளில் ஒப்பிடக்கூடிய வளர்சிதை மாற்றப் பண்புகளின் இனவகை மரபுப் பண்புகளால் ஏற்படுகிறது. இந்த அரிதான தன்மையை இலக்கு பகுப்பாய்வு முறைகளை நிலைநிறுத்தப் பயன்படுத்தலாம். தகவல் கோட்பாட்டால் செயல்படுத்தப்படும் தற்போதைய MS/MS பணிப்பாய்வு, அறியப்படாத வளர்சிதை மாற்றங்களின் MS/MS கட்டமைப்பு ஒற்றுமையை (முன் வளர்சிதை மாற்றத் தேர்வு இல்லாமல்) அளவிடுகிறது மற்றும் இந்த MS/MS-களை ஒரு MS/MS தொகுப்பாக மாற்றுகிறது, இதனால் தொழில்முறை வளர்சிதை மாற்ற வகைப்பாட்டு அளவில் இந்த பேரினப் பரிணாம மாதிரிகள் எளிய புள்ளிவிவரக் குறிகாட்டிகளுடன் ஒப்பிடப்படுகின்றன. இந்த செயல்முறை இனவகை மரபுப் பகுப்பாய்வைப் போன்றது, இது முன் கணிப்பு இல்லாமல் பன்முகப்படுத்தல் அல்லது பண்பு பரிணாமத்தின் விகிதத்தை அளவிட வரிசை சீரமைப்பைப் பயன்படுத்தலாம்.
உயிர்வேதியியல் மட்டத்தில், ஃபர்ன் மற்றும் ஜோன்ஸின் (53) திரையிடல் கருதுகோள், முன்னர் தொடர்பில்லாத அல்லது மாற்றப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றங்களின் உயிரியல் செயல்பாடுகளைச் செயல்படுத்த மூலப்பொருட்களை வழங்குவதற்காக வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மை வெவ்வேறு நிலைகளில் பராமரிக்கப்படுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. தகவல் கோட்பாட்டு முறைகள், வளர்சிதை மாற்ற சிறப்புத்தன்மையின் போது நிகழும் இந்த வளர்சிதை மாற்ற-குறிப்பிட்ட பரிணாம மாற்றங்களை, முன்மொழியப்பட்ட பரிணாம திரையிடல் செயல்முறையின் ஒரு பகுதியாக அளவிடக்கூடிய ஒரு கட்டமைப்பை வழங்குகின்றன: ஒரு குறிப்பிட்ட சூழலின் குறைந்த தனித்தன்மையிலிருந்து அதிக தனித்தன்மைக்கு உயிரியல் ரீதியாக செயல்படும் தழுவல் தடுக்கப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றங்கள்.
மொத்தத்தில், மூலக்கூறு உயிரியலின் ஆரம்ப நாட்களில், முக்கியமான தாவரப் பாதுகாப்பு கோட்பாடுகள் உருவாக்கப்பட்டன, மேலும் அனுமான கருதுகோள்-சார்ந்த முறைகள் அறிவியல் முன்னேற்றத்திற்கான ஒரே வழிமுறையாக பரவலாகக் கருதப்படுகின்றன. இது பெரும்பாலும் முழு வளர்சிதை மாற்றத்தையும் அளவிடுவதில் உள்ள தொழில்நுட்ப வரம்புகளால் ஏற்படுகிறது. கருதுகோள்-சார்ந்த முறைகள் மற்ற காரண வழிமுறைகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதில் குறிப்பாகப் பயனுள்ளதாக இருந்தாலும், உயிர்வேதியியல் வலைப்பின்னல்கள் பற்றிய நமது புரிதலை மேம்படுத்துவதற்கான அவற்றின் திறன், தற்கால தரவு-செறிவுள்ள அறிவியலில் தற்போது கிடைக்கக்கூடிய கணக்கீட்டு முறைகளை விட மிகவும் குறைவாகவே உள்ளது. எனவே, கணிக்க முடியாத கோட்பாடுகள் கிடைக்கக்கூடிய தரவுகளின் எல்லைக்கு அப்பாற்பட்டவை, அதனால் ஆராய்ச்சித் துறையில் முன்னேற்றத்திற்கான கருதுகோள் சூத்திரம்/சோதனை சுழற்சியை ஒழிக்க முடியாது (4). இங்கு அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட வளர்சிதை மாற்றவியலின் கணக்கீட்டுப் பணிப்பாய்வு, வளர்சிதை மாற்றப் பன்முகத்தன்மையின் சமீபத்திய (எப்படி) மற்றும் இறுதி (ஏன்) சிக்கல்களில் ஆர்வத்தை மீண்டும் தூண்டி, கோட்பாட்டு ரீதியாக வழிநடத்தப்படும் தரவு அறிவியலின் ஒரு புதிய சகாப்தத்திற்கு பங்களிக்கும் என்று நாங்கள் எதிர்பார்க்கிறோம். இந்த சகாப்தம் முந்தைய தலைமுறையினருக்கு உத்வேகம் அளித்த முக்கியமான கோட்பாடுகளை மறுபரிசீலனை செய்தது.
ஒரு செடிக்கு 10 பிரதிகள் என்ற அளவில், பூக்கும் ரோஜா செடியின் வெளிர் நிறக் குடுவைச் செடியின் ஒரே ஒரு இலையில் இரண்டாம் நிலை லார்வா அல்லது எஸ்.எல். லார்வாவை வளர்ப்பதன் மூலம் நேரடி தாவர உண்ணி உணவூட்டம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. பூச்சி லார்வாக்கள் இடுக்கியால் இறுக்கப்பட்டு, தொற்று ஏற்பட்ட 24 மற்றும் 72 மணி நேரங்களுக்குப் பிறகு மீதமுள்ள இலைத் திசுக்கள் சேகரிக்கப்பட்டு, விரைவாக உறையவைக்கப்பட்டன, மேலும் அவற்றிலிருந்து வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்கள் பிரித்தெடுக்கப்பட்டன.
தாவர உண்ணி சிகிச்சையை மிகவும் ஒத்திசைக்கப்பட்ட முறையில் உருவகப்படுத்துங்கள். துணி மாலையின் வளர்ச்சி கட்டத்தின் போது, ​​தாவரத்தின் முழுமையாக விரிந்த மூன்று இலைகளின் நடு நரம்பின் ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் உள்ள மூன்று வரிசை முட்களை துணி வடிவ சக்கரங்களைப் பயன்படுத்தி துளைத்து, உடனடியாக 1:5 நீர்த்த Ms ஐப் பயன்படுத்தவும். அல்லது கையுறை அணிந்த விரல்களைப் பயன்படுத்தி துளை காயத்தில் S1 OS ஐச் செருகவும். மேலே விவரிக்கப்பட்டபடி ஒரு இலையை அறுவடை செய்து பதப்படுத்தவும். முதன்மை வளர்சிதை மாற்றங்கள் மற்றும் தாவர ஹார்மோன்களை (54) பிரித்தெடுக்க முன்பு விவரிக்கப்பட்ட முறையைப் பயன்படுத்தவும்.
புறவழி JA பயன்பாடுகளுக்காக, ஒவ்வொரு சிற்றினத்தைச் சேர்ந்த ஆறு ரோஜா பூக்கும் தாவரங்களில் ஒவ்வொன்றின் மூன்று காம்பு இலைகளும், 150μg MeJA (Lan + MeJA) கொண்ட 20μl லானோலின் பசை, மற்றும் 20μl லானோலின் உடன் காய சிகிச்சை (Lan + W) ஆகியவற்றைக் கொண்டு பதப்படுத்தப்படுகின்றன, அல்லது கட்டுப்பாட்டு மாதிரியாக 20μl தூய லானோலின் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பதப்படுத்திய 72 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு இலைகள் அறுவடை செய்யப்பட்டு, திரவ நைட்ரஜனில் உடனடியாக உறையவைக்கப்பட்டு, பயன்படுத்தப்படும் வரை -80°C வெப்பநிலையில் சேமிக்கப்பட்டன.
எங்கள் ஆராய்ச்சிக் குழுவில் irAOC (36), irCOI1 (55), irACO மற்றும் sETR1 (48) என நான்கு JA மற்றும் ET மரபணு மாற்றப்பட்ட கோடுகள் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன. irAOC, JA மற்றும் JA-Ile அளவுகளில் ஒரு வலுவான குறைவைக் காட்டியது, அதே நேரத்தில் irCOI1, JA-க்களுக்கு உணர்திறன் அற்றதாக இருந்தது. EV உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​JA-Ile திரட்சி அதிகரித்தது. இதேபோல், irACO, ET உற்பத்தியைக் குறைக்கும், மற்றும் EV உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ET-க்கு உணர்திறன் அற்ற sETR1, ET உற்பத்தியை அதிகரிக்கும்.
ET அளவீட்டை ஊடுருவல் இன்றிச் செய்வதற்கு, ஒரு ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் லேசர் ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் (சென்சார் சென்ஸ் ETD-300 நிகழ்நேர ET சென்சார்) பயன்படுத்தப்படுகிறது. பதப்படுத்திய உடனேயே, பாதி இலைகள் வெட்டப்பட்டு 4-மிலி கொள்ளளவுள்ள, காற்றுப்புகாத கண்ணாடிக் குப்பிக்கு மாற்றப்பட்டன, மேலும் அதன் மேலுள்ள வெற்றிடம் 5 மணி நேரத்திற்குள் சேர அனுமதிக்கப்பட்டது. அளவீட்டின் போது, ​​ஒவ்வொரு குப்பியும் 8 நிமிடங்களுக்கு மணிக்கு 2 லிட்டர் தூய காற்று ஓட்டத்தால் சுத்தப்படுத்தப்பட்டது; இந்தக் காற்று, கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரை அகற்றுவதற்காக சென்சார் சென்ஸ் வழங்கிய ஒரு வினையூக்கி வழியாக முன்னரே செலுத்தப்பட்டிருந்தது.
மைக்ரோஅரே தரவு முதலில் (35) இல் வெளியிடப்பட்டது மற்றும் தேசிய உயிரி தொழில்நுட்ப தகவல் மையத்தின் (NCBI) மரபணு வெளிப்பாடு விரிவான தரவுத்தளத்தில் (அணுகல் எண் GSE30287) சேமிக்கப்பட்டது. W + OSMs சிகிச்சையால் பாதிக்கப்பட்ட இலைகள் மற்றும் சேதமடையாத கட்டுப்பாடு தொடர்பான தரவுகள் இந்த ஆய்விற்காகப் பிரித்தெடுக்கப்பட்டன. மூல செறிவு log2 ஆகும். புள்ளிவிவர பகுப்பாய்விற்கு முன், அடிப்படை நிலை மாற்றப்பட்டு, R மென்பொருள் தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி அதன் 75வது சதவிகிதத்திற்கு இயல்பாக்கப்பட்டது.
நிகோடியானா இனங்களின் அசல் ஆர்.என்.ஏ வரிசைப்படுத்தல் (ஆர்.என்.ஏ-சீக்) தரவு, NCBI குறுகிய வாசிப்பு காப்பகங்களிலிருந்து (SRA) பெறப்பட்டது. இதன் திட்ட எண் PRJNA301787 ஆகும். இது Zhou et al. (39) ஆல் அறிவிக்கப்பட்டது மற்றும் (56) இல் விவரிக்கப்பட்டபடி தொடரப்பட்டது. இந்த ஆய்வில் பகுப்பாய்விற்காக, நிகோடியானா இனங்களுக்குரிய W + W, W + OSM மற்றும் W + OSS1 ஆகியவற்றால் செயலாக்கப்பட்ட மூலத் தரவுகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டு, பின்வரும் முறையில் செயலாக்கப்பட்டன: முதலில், மூல ஆர்.என்.ஏ-சீக் அளவீடுகள் FASTQ வடிவத்திற்கு மாற்றப்பட்டன. HISAT2, FASTQ-ஐ SAM ஆக மாற்றுகிறது, மற்றும் SAMtools, SAM கோப்புகளை வரிசைப்படுத்தப்பட்ட BAM கோப்புகளாக மாற்றுகிறது. மரபணு வெளிப்பாட்டைக் கணக்கிட StringTie பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதன் வெளிப்பாட்டு முறை, வரிசைப்படுத்தப்பட்ட ஒரு மில்லியன் படியெடுத்தல் துண்டுகளுக்கு, ஆயிரம் அடிப்படை துண்டுகளுக்கு துண்டுகள் உள்ளன என்பதாகும்.
பகுப்பாய்வில் பயன்படுத்தப்படும் அக்ளெய்ம் குரோமட்டோகிராஃபிக் காலம் (150 மிமீ x 2.1 மிமீ; துகள் அளவு 2.2μm) மற்றும் 4 மிமீ x 4 மிமீ கார்டு காலம் ஆகியவை ஒரே பொருளால் ஆனவை. டியோனெக்ஸ் அல்டிமேட் 3000 அல்ட்ரா ஹை பெர்ஃபார்மன்ஸ் லிக்விட் குரோமட்டோகிராஃபி (UHPLC) அமைப்பில் பின்வரும் பைனரி கிரேடியன்ட் பயன்படுத்தப்படுகிறது: 0 முதல் 0.5 நிமிடங்கள் வரை, ஐசோக்ராடிக் 90% A [டீயோனைஸ்டு நீர், 0.1% (v/v) அசிட்டோநைட்ரைல் மற்றும் 0.05% ஃபார்மிக் அமிலம்], 10% B (அசிட்டோநைட்ரைல் மற்றும் 0.05% ஃபார்மிக் அமிலம்); 0.5 முதல் 23.5 நிமிடங்கள் வரை, கிரேடியன்ட் கட்டம் முறையே 10% A மற்றும் 90% B ஆகும்; 23.5 முதல் 25 நிமிடங்கள் வரை, ஐசோக்ராடிக் 10% A மற்றும் 90% B. பாய்வு விகிதம் 400μl/நிமிடம் ஆகும். அனைத்து MS பகுப்பாய்வுகளுக்கும், நேர்ம அயனியாக்க முறையில் இயங்கும் எலக்ட்ரோஸ்ப்ரே மூலத்தைக் கொண்ட குவாட்ரூபோல் மற்றும் டைம்-ஆஃப்-ஃப்ளைட் (qTOF) பகுப்பாய்வியில் நெடுவரிசை வெளியேற்றக் கரைசலைச் செலுத்தவும் (நுண்குழாய் மின்னழுத்தம், 4500 V; நுண்குழாய் வெளிவழி 130 V; உலர்த்தும் வெப்பநிலை 200°C; உலர்த்தும் காற்றோட்டம் 10 லிட்டர்/நிமிடம்).
ஒட்டுமொத்தமாகக் கண்டறியக்கூடிய வளர்சிதை மாற்ற விவரக்குறிப்பு பற்றிய கட்டமைப்புத் தகவலைப் பெறுவதற்காக, தரவுகளுடன் தொடர்பில்லாத அல்லது வேறுபடுத்த முடியாத MS/MS துண்டுப் பகுப்பாய்வை (இனி MS/MS எனக் குறிப்பிடப்படும்) மேற்கொள்ளவும். பாகுபாடற்ற MS/MS முறையின் கருத்தானது, குவாட்ரூபோல் மிகப் பெரிய நிறை தனிமைப்படுத்தல் சாளரத்தைக் கொண்டுள்ளது என்ற உண்மையைச் சார்ந்துள்ளது [எனவே, அனைத்து நிறை-மின்னூட்ட விகித (m/z) சமிக்ஞைகளையும் துண்டுகளாகக் கருதுங்கள்]. இந்தக் காரணத்திற்காக, இம்பாக்ட் II கருவியால் ஒரு CE சாய்வை உருவாக்க முடியாததால், அதிகரிக்கப்பட்ட மோதல்-தூண்டப்பட்ட சிதைவு மோதல் ஆற்றல் (CE) மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தி பல சுயாதீனமான பகுப்பாய்வுகள் செய்யப்பட்டன. சுருக்கமாக, முதலில் மாதிரியை UHPLC-எலக்ட்ரோஸ்ப்ரே அயனியாக்கம்/qTOF-MS மூலம் ஒற்றை நிறை நிறமாலையியல் பயன்முறையில் (மூலத்திலேயே ஏற்படும் துண்டாக்கத்தால் உருவாக்கப்பட்ட குறைந்த துண்டாக்க நிலைமைகள்) பகுப்பாய்வு செய்யவும், m/z 50 முதல் 1500 வரை 5 Hz மறுநிகழ்வு அதிர்வெண்ணில் ஸ்கேன் செய்யவும். MS/MS பகுப்பாய்விற்கான மோதல் வாயுவாக நைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தவும், மேலும் பின்வரும் நான்கு வெவ்வேறு மோதலால் தூண்டப்பட்ட சிதைவு மின்னழுத்தங்களில் (20, 30, 40, மற்றும் 50 eV) தனிப்பட்ட அளவீடுகளைச் செய்யவும். அளவீட்டு செயல்முறை முழுவதும், குவாட்ரூபோல் m/z 50 முதல் 1500 வரை மிகப்பெரிய நிறை தனிமைப்படுத்தல் சாளரத்தைக் கொண்டுள்ளது. முன் உடல் m/z மற்றும் தனிமைப்படுத்தல் அகல பரிசோதனை 200 என அமைக்கப்படும்போது, ​​நிறை வரம்பு கருவியின் இயக்க மென்பொருளால் தானாகவே செயல்படுத்தப்பட்டு 0 Da ஆகிறது. ஒற்றை நிறை பயன்முறையில் உள்ளதைப் போல நிறைத் துண்டுகளுக்காக ஸ்கேன் செய்யவும். நிறை அளவுத்திருத்தத்திற்கு சோடியம் ஃபார்மேட்டை (50 மிலி ஐசோபுரோபனால், 200 μl ஃபார்மிக் அமிலம் மற்றும் 1 மிலி 1M NaOH நீர்க்கரைசல்) பயன்படுத்தவும். புரூக்கரின் உயர்-துல்லிய அளவுத்திருத்த நெறிமுறையைப் பயன்படுத்தி, கொடுக்கப்பட்ட காலப்பகுதியில் சராசரி நிறமாலையை இயக்கிய பிறகு தரவுக் கோப்பு அளவுத்திருத்தம் செய்யப்படுகிறது. மூலத் தரவுக் கோப்புகளை NetCDF வடிவத்திற்கு மாற்ற, டேட்டா அனாலிசிஸ் v4.0 மென்பொருளின் (புரூக் டால்டன், பிரேமன், ஜெர்மனி) ஏற்றுமதி செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்தவும். MS/MS தரவுத் தொகுப்பு, MTBLS1471 என்ற அணுகல் எண்ணுடன், மெட்டபாலோமிக்ஸ் திறந்த தரவுத்தளமான மெட்டபாலோலைட்ஸ் (www.ebi.ac.uk) இல் சேமிக்கப்பட்டுள்ளது.
குறைந்த மற்றும் அதிக மோதல் ஆற்றலுக்கான MS1 மற்றும் MS/MS தர சமிக்ஞைகளுக்கு இடையேயான தொடர்புப் பகுப்பாய்வு மற்றும் புதிதாகச் செயல்படுத்தப்பட்ட விதிகள் மூலம் MS/MS தொகுப்பை உணர முடியும். முன்னோடியிலிருந்து தயாரிப்பு வரையிலான பரவலின் தொடர்புப் பகுப்பாய்வை உணர R ஸ்கிரிப்ட் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் விதிகளைச் செயல்படுத்த C# ஸ்கிரிப்ட் (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பின்னணி இரைச்சலால் ஏற்படும் தவறான நேர்மறைப் பிழைகளையும், ஒரு சில மாதிரிகளில் மட்டுமே குறிப்பிட்ட m/z அம்சங்களைக் கண்டறிவதால் ஏற்படும் தவறான தொடர்புகளையும் குறைப்பதற்காக, "NA" (கண்டறியப்படாத உச்சம்) செறிவை மாற்றுவதற்கு, R தொகுப்பான XCMS-இன் (பின்னணி இரைச்சல் திருத்தத்திற்கான) "நிரப்பப்பட்ட உச்சம்" (filled peak) செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்த வேண்டும். நிரப்பும் உச்சம் செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​தரவுத் தொகுப்பில் இன்னும் பல "0" செறிவு மதிப்புகள் உள்ளன, அவை தொடர்பு கணக்கீட்டைப் பாதிக்கும். பின்னர், நிரப்பும் உச்சம் செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்தும்போதும் பயன்படுத்தாதபோதும் பெறப்பட்ட தரவு செயலாக்க முடிவுகளை ஒப்பிட்டு, சராசரி திருத்தப்பட்ட மதிப்பிடப்பட்ட மதிப்பின் அடிப்படையில் பின்னணி இரைச்சல் மதிப்பைக் கணக்கிட்டு, பின்னர் இந்த 0 செறிவு மதிப்புகளைக் கணக்கிடப்பட்ட பின்னணி மதிப்பைக் கொண்டு மாற்றுகிறோம். பின்னணி மதிப்பை விட மூன்று மடங்கு அதிக செறிவு கொண்ட அம்சங்களை மட்டுமே நாங்கள் கருத்தில் கொண்டு, அவற்றை "உண்மையான உச்சங்கள்" (true peaks) எனக் கருதினோம். PCC கணக்கீடுகளுக்கு, குறைந்தது எட்டு உண்மையான உச்சங்களைக் கொண்ட மாதிரி முன்னோடி (MS1) மற்றும் துண்டு தரவுத் தொகுப்புகளின் m/z சிக்னல்கள் மட்டுமே கருத்தில் கொள்ளப்படுகின்றன.
முழு மாதிரியிலும் உள்ள முன்னோடித் தரப் பண்பின் செறிவு, குறைந்த அல்லது அதிக மோதல் ஆற்றலுக்கு உட்படுத்தப்பட்ட அதே தரப் பண்பின் குறைக்கப்பட்ட செறிவுடன் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் தொடர்பு கொண்டிருந்தால், மேலும் அந்தப் பண்பு CAMERA-வால் ஒரு ஐசோடோப் சிகரமாகக் குறிக்கப்படாவிட்டால், அதை மேலும் வரையறுக்கலாம். பின்னர், 3 விநாடிகளுக்குள் (சிகரத் தக்கவைப்பிற்கான மதிப்பிடப்பட்ட தக்கவைப்புக் கால வரம்பு) சாத்தியமான அனைத்து முன்னோடி-தயாரிப்பு இணைகளையும் கணக்கிடுவதன் மூலம், தொடர்புப் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது. m/z மதிப்பு முன்னோடி மதிப்பை விடக் குறைவாக இருந்து, அது பெறப்பட்ட முன்னோடி இருந்த தரவுத் தொகுப்பில் உள்ள அதே மாதிரி இடத்தில் MS/MS துண்டாதல் ஏற்பட்டால் மட்டுமே, அது ஒரு துண்டாகக் கருதப்படுகிறது.
இந்த இரண்டு எளிய விதிகளின் அடிப்படையில், அடையாளம் காணப்பட்ட முன்னோடியின் m/z மதிப்பை விட அதிகமான m/z மதிப்புகளைக் கொண்ட குறிப்பிட்ட துண்டுகளை, முன்னோடி தோன்றும் மாதிரி நிலை மற்றும் குறிப்பிட்ட துண்டின் அடிப்படையில் நாங்கள் விலக்குகிறோம். MS1 பயன்முறையில் உருவாக்கப்பட்ட பல மூல-உள்ளகத் துண்டுகளால் உருவாக்கப்பட்ட தர அம்சங்களை சாத்தியமான முன்னோடிகளாகத் தேர்ந்தெடுப்பதும் சாத்தியமாகும், இதன் மூலம் தேவையற்ற MS/MS சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. இந்தத் தரவு மிகைமையைக் குறைக்க, நிறமாலைகளின் NDP ஒற்றுமை 0.6-ஐத் தாண்டினால், மேலும் அவை CAMERA-வால் குறிக்கப்பட்ட "pcgroup" குரோமட்டோகிராமைச் சேர்ந்தவையாக இருந்தால், நாங்கள் அவற்றை ஒன்றிணைப்போம். இறுதியாக, வெவ்வேறு மோதல் ஆற்றல்களில் ஒரே m/z மதிப்பைக் கொண்ட அனைத்து சாத்தியமான சிகரங்களிலிருந்தும் அதிக செறிவுள்ள சிகரத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், முன்னோடி மற்றும் துண்டுகளுடன் தொடர்புடைய நான்கு CE முடிவுகளையும் இறுதிப் பிரிக்கப்பட்ட கூட்டு நிறமாலையில் ஒன்றிணைக்கிறோம். அடுத்தடுத்த செயலாக்கப் படிகள் கூட்டு நிறமாலை என்ற கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டவை மற்றும் துண்டாக்கத்தின் நிகழ்தகவை அதிகரிக்கத் தேவையான வெவ்வேறு CE நிலைமைகளைக் கருத்தில் கொள்கின்றன, ஏனெனில் சில துண்டுகளை ஒரு குறிப்பிட்ட மோதல் ஆற்றலின் கீழ் மட்டுமே கண்டறிய முடியும்.
வளர்சிதை மாற்ற சுயவிவரத்தின் தூண்டக்கூடிய தன்மையைக் கணக்கிட RDPI (30) பயன்படுத்தப்பட்டது. வளர்சிதை மாற்ற நிறமாலை பன்முகத்தன்மை (Hj குறியீடு) மார்டினெஸ் மற்றும் பலர் (8) விவரித்த பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி MS/MS அதிர்வெண் விநியோகத்தின் ஷானன் என்ட்ரோபியைப் பயன்படுத்தி MS/MS முன்னோடிகளின் மிகுதியிலிருந்து பெறப்படுகிறது. Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) இங்கு Pij என்பது j-வது மாதிரியில் (j = 1, 2,…, m) i-வது MS/MS இன் சார்பு அதிர்வெண்ணைக் குறிக்கிறது (i = 1, 2, …, m) t).
வளர்சிதை மாற்றத் தனித்தன்மை (Si குறியீடு) என்பது, பரிசீலிக்கப்படும் மாதிரிகளுக்கு இடையேயான அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்து, கொடுக்கப்பட்ட ஒரு MS/MS-இன் வெளிப்பாட்டு அடையாளமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. MS/MS தனித்தன்மை Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi) எனக் கணக்கிடப்படுகிறது.
ஒவ்வொரு j மாதிரியின் மெட்டபோலோம்-குறிப்பிட்ட δj குறியீட்டையும், MS/MS தனித்தன்மையின் சராசரியையும் அளவிட பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தவும்: δj = ∑i = 1mPijSi
MS/MS நிறமாலைகள் ஜோடிகளாக சீரமைக்கப்பட்டு, இரண்டு மதிப்பெண்களின் அடிப்படையில் ஒற்றுமை கணக்கிடப்படுகிறது. முதலில், நிலையான NDP-ஐ (கோசைன் தொடர்பு முறை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) பயன்படுத்தி, நிறமாலைகளுக்கு இடையேயான பகுதி ஒற்றுமையை மதிப்பிட பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தவும்: NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2, இங்கு S1 மற்றும் S2 முறையே, நிறமாலை 1 மற்றும் நிறமாலை 2-க்கு, அத்துடன் WS1, i மற்றும் WS2, i-க்கும் பொருந்தும். இதில் WS1, i என்பது இரண்டு நிறமாலைகளுக்கும் இடையேயான i-வது பொதுவான சிகரத்தின் வேறுபாடு 0.01 Da-ஐ விடக் குறைவாக இருக்கும் சிகரச் செறிவின் அடிப்படையிலான எடையைக் குறிக்கிறது. MassBank பரிந்துரைத்தபடி, எடை பின்வருமாறு கணக்கிடப்படுகிறது: W = [சிகரச் செறிவு] m [தரம்] n, m = 0.5, n = 2.
இரண்டாவது மதிப்பெண் முறை செயல்படுத்தப்பட்டது, இது MS/MS-க்கு இடையேயான பகிரப்பட்ட NL-ஐ பகுப்பாய்வு செய்வதை உள்ளடக்கியது. இதற்காக, MS துண்டாக்கச் செயல்பாட்டின் போது அடிக்கடி எதிர்கொள்ளப்படும் 52 NL பட்டியல்களையும், பலவீனமான நெபெந்தஸ் இனங்களின் இரண்டாம் நிலை வளர்சிதை மாற்றங்களின் MS/MS நிறமாலைக்காக முன்னர் குறிக்கப்பட்ட மிகவும் குறிப்பிட்ட NL-ஐயும் (தரவுக் கோப்பு S1) நாங்கள் பயன்படுத்தினோம் (9, 26). ஒவ்வொரு MS/MS-க்கும் 1 மற்றும் 0-ஐக் கொண்ட ஒரு இரும வெக்டரை உருவாக்கவும், இது முறையே சில NL-களின் இருப்பு மற்றும் இல்லாமைக்கு ஒத்திருக்கும். யூக்ளிடியன் தொலைவு ஒற்றுமையின் அடிப்படையில், ஒவ்வொரு இரும NL வெக்டர் ஜோடிக்கும் NL ஒற்றுமை மதிப்பெண் கணக்கிடப்படுகிறது.
இரட்டை கிளஸ்டரிங் செய்ய, வெயிட்டட் ஜீன் கோ-எக்ஸ்பிரஷன் அனாலிசிஸ் (WGCNA) இன் நீட்டிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட R தொகுப்பான DiffCoEx-ஐப் பயன்படுத்தினோம். MS/MS ஸ்பெக்ட்ராவின் NDP மற்றும் NL ஸ்கோரிங் மேட்ரிக்ஸ்களைப் பயன்படுத்தி, ஒப்பீட்டு தொடர்பு மேட்ரிக்ஸைக் கணக்கிட DiffCoEx-ஐப் பயன்படுத்தினோம். "cutreeDynamic" அளவுருவை method = "hybrid", cutHeight = 0.9999, deepSplit = T, மற்றும் minClusterSize = 10 என அமைப்பதன் மூலம் பைனரி கிளஸ்டரிங் செய்யப்படுகிறது. DiffCoEx-இன் R மூலக் குறியீடு, டெஸ்ஸன் மற்றும் குழுவினரின் (57) கூடுதல் கோப்பு 1-இலிருந்து பதிவிறக்கம் செய்யப்பட்டது; தேவையான R WGCNA மென்பொருள் தொகுப்பை https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA-இல் காணலாம்.
MS/MS மூலக்கூறு வலையமைப்புப் பகுப்பாய்வை மேற்கொள்வதற்காக, நாங்கள் NDP மற்றும் NL ஒற்றுமை வகைகளின் அடிப்படையில் இணை நிறமாலை இணைப்பைக் கணக்கிட்டோம், மேலும் CyFilescape yFiles தளவமைப்பு நெறிமுறை நீட்டிப்புப் பயன்பாட்டில் உள்ள இயல்பான தளவமைப்பைப் பயன்படுத்தி வலையமைப்பு இடவியல் அமைப்பைக் காட்சிப்படுத்த Cytoscape மென்பொருளைப் பயன்படுத்தினோம்.
தரவுகளின் மீது புள்ளிவிவரப் பகுப்பாய்வைச் செய்ய R பதிப்பு 3.0.1 பயன்படுத்தப்பட்டது. இருவழி மாறுபாட்டுப் பகுப்பாய்வு (ANOVA) மற்றும் அதனைத் தொடர்ந்து டக்கிஸ் ஹானஸ்ட்லி சிக்னிஃபிகன்ட் டிஃபரன்ஸ் (HSD) போஸ்ட்-ஹாக் சோதனை ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி புள்ளிவிவர முக்கியத்துவம் மதிப்பிடப்பட்டது. தாவர உண்ணி சிகிச்சைக்கும் கட்டுப்பாட்டிற்கும் இடையிலான வேறுபாட்டைப் பகுப்பாய்வு செய்வதற்காக, ஒரே மாறுபாட்டைக் கொண்ட இரண்டு மாதிரிக் குழுக்களின் இருமுனைப் பரவல், ஸ்டூடண்ட்ஸ் t சோதனையைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.
இந்தக் கட்டுரைக்கான கூடுதல் தகவல்களுக்கு, http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1 என்ற இணைப்பைப் பார்க்கவும்.
இது கிரியேட்டிவ் காமன்ஸ் அட்ரிபியூஷன்-நான்-கமர்ஷியல் உரிமத்தின் கீழ் விநியோகிக்கப்பட்ட ஒரு திறந்த அணுகல் கட்டுரை ஆகும். இந்த உரிமம், இறுதிப் பயன்பாடு வணிக ஆதாயத்திற்காக இல்லாத வரையிலும், அசல் படைப்பு சரியானது என்ற அடிப்படையிலும், எந்தவொரு ஊடகத்திலும் இதன் பயன்பாடு, விநியோகம் மற்றும் மறுஉருவாக்கம் ஆகியவற்றை அனுமதிக்கிறது. மேற்கோள்.
குறிப்பு: நீங்கள் இந்தப் பக்கத்திற்குப் பரிந்துரைக்கும் நபர், இந்த மின்னஞ்சலை அவர்கள் பார்க்க வேண்டும் என்றும் அது ஸ்பேம் அல்ல என்றும் அறிந்துகொள்வதற்காக மட்டுமே உங்கள் மின்னஞ்சல் முகவரியை வழங்குமாறு நாங்கள் கேட்டுக்கொள்கிறோம். நாங்கள் எந்த மின்னஞ்சல் முகவரிகளையும் சேகரிக்க மாட்டோம்.
நீங்கள் ஒரு பார்வையாளர்தானா என்பதைச் சோதிப்பதற்கும், தானியங்கி ஸ்பேம் சமர்ப்பிப்பைத் தடுப்பதற்கும் இந்தக் கேள்வி பயன்படுத்தப்படுகிறது.
சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களை ஒப்பிடுவதற்கும், சோதனைப் பாதுகாப்பு கோட்பாடுகளைக் கணிப்பதற்கும் தகவல் கோட்பாடு ஒரு உலகளாவிய அளவுகோலை வழங்குகிறது.
சிறப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களை ஒப்பிடுவதற்கும், சோதனைப் பாதுகாப்பு கோட்பாடுகளைக் கணிப்பதற்கும் தகவல் கோட்பாடு ஒரு உலகளாவிய அளவுகோலை வழங்குகிறது.
©2021 அறிவியல் முன்னேற்றத்திற்கான அமெரிக்க சங்கம். அனைத்து உரிமைகளும் பாதுகாக்கப்பட்டவை. AAAS ஆனது HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef மற்றும் COUNTER ஆகியவற்றின் பங்குதாரர். அறிவியல் முன்னேற்றங்கள் ISSN 2375-2548.