代谢组学在烟草香味物质探究中应用概况及展望

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1、代谢组学在烟草香味物质探究中应用概况及展望摘要：概述了代谢组学的技术手段及代谢组学在烟草(Nicotianatabacum)香味物质研究中的应用现状，并展望了代谢组学在烟草香味物质研究领域的发展趋势。关键词：烟草(Nicotianatabacum)；代谢组学；香味物质；交叉研究中图分类号:TS41+1文献标识码：A文章编号:0439-8114(2012)23-5248-05ReviewandProspectofMetabonomicsintheResearchofTobaccoAromaCompositionFENG

2、Ji,YUJun,CAIChang-chun(ResearchCenterofTobaccoBiotechnologyEngineering,HubeiTobaccoResearchInstitute,Wuhan430030,China)Abstract：Metabonomics,developedfromthelate20thcentury,isanewdisciplinecomprehensivelyresearchingonallmetabolitesinorganisms・Itistoanalyzequali

3、tativelyandquantitativelyandrevealthemechanismofmetabolisminorganisms・Althoughmetabonomicshasbeendevelopingrapidlyinrecentdecades,theapplicationofmetabonomicsonresearchoftobacco(Nicotianatabacum)aromacompositionisstillintheprimarystage・Thetechnicalmethodsandpro

4、gressonaromacompositionintobaccowerereviewed；andtheprospectsoftheapplicationofmeta.bonomicsontheresearchoftobaccoaromacompositionwerelookedforward・Keywords:tobacco(Nicotianatabacum)；metabonomics；aromacomposition；crossedresearch随着烟草基因组测序的完成(测序品种为野生种绒毛状烟草Nicotian

5、atomentosiformis、林烟草N.sylvestris和栽培种红花大金元N.tabacum),人们逐渐从烟草结构基因组学(以建立高分辨率的遗传和物理图谱为主)向烟草功能基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学过渡。代谢组学(Metabonomics)是继转录组学和蛋白质组学之后发展起来的一门新兴学科，是系统生物学的重要组成部分。代谢组学的概念来源于代谢组，而要了解代谢组则必须先了解代谢(Metabolism)和代谢物(Metabolite)。代谢是指生物体内所发生的用以维持生命的一系列有序的化学反应总称。在

6、代谢过程产生或消耗的小分子物质(分子质量1000u以内)叫做代谢物，不包括生物大分子物质。因此，代谢物的分析是从分子水平上研究生物体生命活动的一个重要突破口。代谢组学是以组群指标分析为基础，以高通量检测和数据处理为手段，以信息建模与系统整合为目标，对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有代谢物进行定性和定量分析的一门新学科［1］。烟草中的香味物质是以烟草植株体内初生代谢前体物为原料，经一系列酶的催化作用发生生理生化反应所形成的一类次生代谢产物。目前从烟叶组织中已鉴定出的代谢物有3000多种，其中与香味有关的代谢物有70

7、0余种［2］。这些香味物质的分子里含有務基、疏基等特定致香功能基团，使烟叶组织散发出令人愉悦舒爽的香味。按照特定致香功能基团不同，烟草香味物质可分为有机酸类、酚类、脂质类、笛醇类、菇类、杂环类等代谢物［3］。如此种类繁多的烟草香味代谢物给研究带来了一定的困难。然而利用代谢组学的技术手段，将这数百种不同种类的香味物质作为一个整体研究对象，通过高通量的分析仪器进行检测，对所获得的大量数据进行相应的整合处理，从中了解和掌握烟草中所有香味物质代谢变化规律，可有效地判断和预测烟草香味物质的代谢变化，为培育不同香型烟草品种服务。

8、因此，将代谢组学研究技术应用于烟草香味物质研究中是十分必要的［4］。1代谢组学的技术原理代谢组学研究技术具有高灵敏度、髙通量和无偏向性等特点。近红外光谱(Nearinfraredspectroscopy,NIR)分析技术是近年来代谢组学研究领域快速发展的一种高效分析技术，该技术是将一束不同波长的红外射线照射到标准样品上，某些特定波长的红外射线被