植物代谢组学助力揭开热带生物多样性之谜

为什么热带地区的生物多样性如此丰富？这一充满趣味的谜题长期以来吸引着全球生态学家和生物学家的广泛关注。在热带地区，植食性昆虫种类繁多，且不少昆虫只专门取食特定植物，因此专食性昆虫的比例较高。这导致热带植物面临着更大的植食性压力。那么，热带树种是否因此产生了不同结构的代谢产物？这些代谢物是否会在森林中表现出更复杂的分布格局？与此同时，外界环境因素的作用下，植物体内的代谢产物是否会快速发生变化？这种变化是否存在高度的不稳定性？

近日，中国科学院西双版纳热带植物园森林生态系统结构、功能与动态研究团队利用非靶向代谢组学技术测定树种叶片代谢产物组成，并通过比较代谢组学等方法，组织开展群落水平上树种化学物质多样性沿环境梯度的分布规律研究。研究结果显示不同气候区域的树种叶片，在代谢产物组成上存在显著差异，表明热带地区的生物多样性与树木叶片中的化学成分多样性密切相关。

部分植物初级代谢物和次级代谢物

代谢组学是在后基因组学时代兴起的一门跨领域学科，其主要目标是定量的研究生命体对外界刺激、病理生理变化、以及本身基因突变而产生的其体内代谢物水平的多元动态反应。植物代谢组学通过分析植物体内代谢产物，可以揭示植物在不同环境条件下的生理状态。通过对植物代谢组的全面解析，可以深入了解植物在应对昆虫、气候变化等外界环境压力时的代谢反应，从而为保护和管理热带生态系统提供科学依据。

植物代谢组学技术解析

百泰派克生物科技基于Thermo公司的Q Exactive和AB公司的Q TOF 5600两类质谱仪建立了分别针对于植物初生代谢物和次生代谢物的代谢组学研究平台，根据实验目的采用不同的样品处理方案分别高效提取植物初生代谢物和次生代谢物进行分析，在有效回答生物学问题的同时提高了代谢物鉴定和定量数量和准确性。

1. 研究方法

百泰派克生物科技的植物代谢组学技术主要依赖于高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS）和气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）。通过这些高分辨率的仪器，能够对植物体内的数百种代谢物进行高通量、精确的定性和定量分析。同时，结合标准代谢物数据库和多维度数据分析工具，可以快速鉴定出植物体内的主要代谢物种类及其在不同条件下的变化。