difrεn plant difεns tiori dεm de gi imכtant tiori gayd fכ εksplen di patεn dεm fכ plant spεshal mεtabolism, bכt dεn ki prεdikshכn dεm stil de fכ tεst. Hia, wi yuz unbiased tandem mas spɛktromɛtri (MS/MS) analisis fɔ sistamatically ɛksplɔrɔ di mɛtabolɔm fɔ tabak atɛnuet strayn frɔm wan wan plant to pɔpuleshɔn ɛn klos rilayt spɛshal, ɛn prosɛs wan big nɔmba fɔ mas spɛktromɛtrik ficha tiori dɛn bays pan kɔmpawnd spɛktra insay di infɔmeshɔn. Framwok fɔ tɛst di ki prɛdikshɔn dɛn fɔ ɔptimal difɛns (OD) ɛn muv target (MT) tiori dɛn. Di infכmeshכn kכmכpכnt fכ plant mεtabolכmiks kכnsist wit OD tiori, bכt i kכntrayd di men prεdikshכn fכ MT tiori pan mεtabolכmiks dinamiks we hεbivכr dεm kכz. Frɔm di maykro to di makro ɛvolushɔn skel, dɛn bin aydentify di jasmonate signal as di men ditɛminant fɔ OD, we di ethylene signal bin gi fayn-tyuning fɔ di herbivore-spɛsifi k rispɔns we di MS/MS mɔlikul nɛtwɔk anɔtayt.
spεshal mεtabolayt dεm wit difrεn strכkchכ dεm na di mεn patisipan dεm fכ plant adapt to di envayroment, spεshal wan fכ difεns fכ εnimi dεm (1). Di amazing divεrsifikεshכn fכ di spεshal mεtabolism we dεn fכnshכn na plant dεn dכn stimulate dεkεd fכ dip risεch pan in plεnti aspek dεm fכ ikכlכjik fכnshכn dεm, εn i fכm wan lכng list fכ plant difεns tiori dεm, we na di evolushכn εn ikכlכjik divεlכpmεnt fכ plant-insekt intarakshכn. Empirical risach de gi impɔtant gayd (2). Bɔt dɛn plant difens tiori ya nɔ bin fala di normativ pat fɔ haypɔtɛtik dɛduktiv rizin, we di ki prɛdikshɔn dɛn bin de na di sem lɛvɛl fɔ analisis (3) ɛn dɛn bin tɛst dɛn ɛkspirimɛnt fɔ advans di nɛks saykl fɔ tiori divɛlɔpmɛnt (4). tεknikal limitεshכn dεm de rεstrikt data kכlekshכn to spεsifi k mεtabolik kεtכgrεf dεm εn dεn nכ de kכmprεhεnsiv analisis fכ spεshal mεtabolit dεm, so dat de prεvεnt inta-kεtכri kכmpεreshכn we implεnt fכ tiori divεlכpmεnt (5). Di lɔk fɔ kɔmprɛhnsiv mɛtabɔlɔmiks data ɛn wan kɔmɔn kɔrɛnt fɔ kɔmpia di prɔsesin wokflɔ fɔ di mɛtabolik spɛs bitwin difrɛn plant grup dɛn de ambɔg di sayɛns machɔri fɔ di fil.
di laytst divεlכpmεnt dεm na di fild fכ tandem mas spεktrכmetri (MS/MS) mεtabolכmiks kin kכmprεhεnsiv kכl di mεtabolik chenj dεm insay εn bitwin spεshal fכ wan givεn sistεm kled, εn dεn kin kכmbayn wit kכmputayshכnal mεtכd dεm fכ kכl di strכkchכral similitu bitwin dεn kכmpleks miksכp dεm ya. Yu bin dɔn no bɔt kemistri bifo tɛm (5). di kכmbaynshכn כf advans tεknכlכji dεm na analisis εn kכmpyutin de gi wan nεsεsary fכm fכ lכng tεm tεst fכ plεnti prεdikshכn dεm we di ikכlכjik εn εvכlyushכnal tiori dεm fכ mεtabolik divεrsiti mek. Shannon (6) bin introduks infɔmeshɔn tiori fɔ di fɔs tɛm insay in sɛminal atikul insay 1948, we bin le di fawndeshɔn fɔ di matematikal analisis fɔ infɔmeshɔn, we dɛn dɔn yuz pan bɔku tin dɛn we nɔto di fɔs aplikeshɔn. insay jεnomiks, infכmeshכn tiori dεn bin saksesful wan aplay fכ kwantify sikεns kכnsyuv infכmeshכn (7). insay transkriptכmiks risεch, infכmeshכn tiori de analכz di כvala chenj dεm na di transkriptכm (8). Insay di risach we wi bin dɔn du bifo dis tɛm, wi bin aplay di statystik fremwɔk fɔ infɔmeshɔn tiori to mɛtabɔlɔmiks fɔ diskrayb di mɛtabolik ɛkspɛriɛns fɔ di tisu lɛvɛl na plant dɛn (9). Na ya, wi kɔba di MS/MS-based wokflɔ wit di statystik fremwɔk fɔ infɔmeshɔn tiori, we dɛn kɔl di mɛtabolik divaysiti insay di kɔmɔn kɔrɛnt, fɔ kɔmpia di ki prɛdikshɔn dɛm fɔ di plant difɛns tiori fɔ di mɛtabolɔm we di herbivores indyuz.
Di tiori fremwok dɛm fɔ plant difens kin ɔltɛm inklud dɛnsɛf ɛn dɛn kin sheb dɛn to tu kategori: di wan dɛm we de tray fɔ ɛksplen di distribyushɔn fɔ plant-spɛsifi k mɛtabolayt dɛm bays pan difɛns fɛnshɔn dɛm, lɛk ɔptimal difɛns (OD) (10), muv target (MT) (11) ) Ɛn apia (12) tiori, we ɔda wan dɛm de luk fɔ mɛkanikal ɛksplɛshɔn fɔ aw chenj dɛn na di risɔs we de afɛkt di plant growth εn di akyumyuleshכn fכ spεshal mεtabolit dεm, lεk kabכn: nyutriεnt bεlε haypothεsis (13), growth rεt haypothεsis (14 ), εn di growth εn difrεns ikwilεbri haypothεsis (15). Di tu set dεm fכ di tiori dεm de na difrεn lεvεl dεm fכ analisis (4). Bɔt tu tiori dɛn we involv difensiv fɛnshɔn dɛn na di fɛnshɔnal lɛvɛl de domin di tɔk bɔt plant kɔnstityushɔnal ɛn indusibl difens dɛn: OD tiori, we de tek am se plant dɛn de invɛst insay dɛn dia dia kemikal difɛns dɛn nɔmɔ we nid de, fɔ ɛgzampul, we dɛn it dɛn We gras animal atak, so, akɔdin to di pɔsibiliti fɔ atak tumara bambay, dɛn de asaynd di kɔmpawnd we gɛt difensiv fɛnshɔn (10); di MT haypothεsis de prכpos se nכ aks de fכ dairekshכnal mεtabolayt chenj, bכt di mεtabolayt de chenj randomly, so dat de mek di posisibul Obstrukt di mεtabolik “mכshכn tכgεt” fכ atak hεbivכr dεm. in כda wכd dεm, dεn tu tiori ya de mek opכsite prεdikshכn bכt di mεtabolik rimכdelin we de apin afta di atak fכ di hεbivכr dεm: di rilayshכn bitwin di yunidayrekshכnal akyumyuleshכn fכ mεtabolit dεm wit difensiv fכnshכn (OD) εn nכn-dayrεkt mεtabolik chenj dεm (MT) (11 ).
di OD εn MT haypothεsis nכto nכmכ di indyuz chenj dεm na di mεtabolכm, bכt di ikכlכjik εn εvכlyushכnal kכnsekvεns dεm fכ di akyumyuleshכn fכ dεn mεtabolit dεm ya, lεk di adaptiv kכst εn bεnεfit dεm fכ dεn mεtabolik chenj dεm ya insay wan spεsifi k ikכlכjik envayroment (16). pan ɔl we di tu haypothεsis dεm de rεkכgnεz di difensiv fכnshכn fכ spεshal mεtabolit dεm, we kin dia כ nכ kin dia, di ki prεdikshכn we de difrεnt di OD εn MT haypothεsis de insay di dεyrekshכnaliti fכ di mεtabolik chenj dεm we dεn indyuz. Di prɛdikshɔn fɔ OD tiori dɔn gɛt di mɔs ɛkspirimɛnt atɛnshɔn so fa. dis tεst dεm inklud di stכdi fכ di dayrekt כ indayrekt difεns fכnshכn dεm fכ difrεn tisu dεm fכ spεsifi k kכmpawnd dεm na grεnhaus εn nεchכral kכndishכn dεm, εn bak di chenj dεm na di stej we di plant de divεlכp (17-19). כltu, te naw, biכs fכ di lכk fכ wan wokfכ εn stεdi fכm fכ gכl kכmprεhεnsiv analisis fכ mεtabolik divεrsiti fכ eni כganism, di men difrεns prεdikshכn bitwin di tu tiori dεm (dat na di dεyshכn fכ mεtabolik chenj dεm) stil de fכ tεst. Na ya, wi de gi dis kayn analisis.
wan pan di mכst signifyant kכntribyushכn dεm fכ plant-spεsifi k mεtabolayt dεm na dεn ekstrim strכkchכral divεrsiti na כl di lεvεl dεm frכm wan plant, populeshכn to di sem kayn spεshal (20). bכku kwantiti chenj dεm na spεshal mεtabolit dεm kin bi na di populeshכn skel, we strכng kwalitatif difrεns dεm kin כlwayz mεnten na di spεshal lεvεl (20). fכ dat, plant mεtabolik divεrsiti na di men aspek fכ fכnshכnal divεrsiti, we de rεflek di adaptabiliti to difrεn nich dεm, spεshal wan dεn nich dεm we gεt difrεn invεshכn posisibul dεm bay spεshal insekt dεm εn kכmכn hεbivכr dεm (21). Frɔm di atikul we Fraenkel (22) rayt bɔt di rizin dɛn we mek plant-spɛsifi k mɛtabolayt dɛn de, dɛn dɔn tek intarakshɔn wit difrɛn insɛkt dɛn as impɔtant prɛshɔn fɔ sɛlɛkshɔn, ɛn dɛn biliv se dɛn intarakshɔn ya bin shep plant dɛn we dɛn de evolushɔn. Mεtabolik path (23). difrεns bitwin difrεns bitwin di spεshal mεtabolayt dεm kin rεflek bak di fysiolojikal bεlε we de aכsכsiayt wit kכnstityushכn εn indusibl plant difεns εgεst hεrbivכrכs stratεji dεm, as di tu spεshal dεm kin כltεm nεgεtiv kכrεlat wit wan an (24). pan ɔl we i kin fayn fɔ mek yu kɔntinyu fɔ gɛt gud difɛns ɔltɛm, di chenj dɛn we de apin na di mɛtabolik we gɛt fɔ du wit difens insay di rayt tɛm de gi klia bɛnifit fɔ alaw plant dɛn fɔ alɔkat valyu risɔs to ɔda fisiɔlɔjik invɛstmɛnt dɛn ( 19 , 24 ), ɛn avɔyd di nid fɔ simbiosis. Kolatarɛl damej (25). apat frכm dat, dεn riכganayzeshכn dεm ya fכ spεshal mεtabolayt dεm we insekt hεbivכr dεm kכz kin mek dεn dεstruktiv distribyushכn insay di populeshכn (26), εn kin rεflek dayrεkt ridin dεm fכ sכbstanshכl nεchכral chenj dεm na di jasmonik asid (JA) signal, we kin mεnten insay di populeshכn. hεy εn lכw JA signal dεm na trade-כf bitwin difεns εgεst εrbivכr εn kכmpεtishכn wit spεsifi k spεshal (27). apat frכm dat, spεshal mεtabolit bayosεntetik path dεm go כndago rεpid lכs εn transfכmeshכn di tεm we dεn de εvolushכn, we go rizulta in patchy mεtabolik distribushכn bitwin klos rilayt spεs dεm ( 28 ). dis polymorphisms kin establish kwik kwik wan in rispכns to di chenj we di herbivore patεn de chenj (29), we min se di fluktueshכn fכ di herbivore komyuniti na wan ki fכs we de drεb mεtabolik hεterojεniti.
Na ya, wi bin sɔlv dɛn prɔblɛm dɛn ya spɛshal wan. (I) Aw di insɛkt we de it gras de kɔnfigyut di plant mɛtabolɔm bak? (Ii) Wetin na di men infכmeshכn kכmכpכnt dεm fכ mεtabolik plastisiti we dεn kin kwantifay fכ tεst di prεdikshכn dεm fכ lכng tεm difεns tiori? . (Iv) Bikɔs di prɛdikshɔn dɛn we bɔku difɛns tiori dɛn mek kin ɛkstɛnd akɔdin to ɔl di lɛvɛl dɛn na bayolojikal tisu dɛn, wi aks aw kɔnsistɛns di mɛtabolik rispɔns we dɛn kɔz na frɔm intanɛnt kɔmpiashɔn to intaspɛshal kɔmpiashɔn? Fɔ dis, wi dɔn sistamatically stɔdi di lif mɛtabolɔm fɔ tabak nikotin, we na ikɔlɔjik mɔdel plant wit rich spɛshal mɛtabolism, ɛn i de wok fayn agens di larva dɛm fɔ tu nativ herbivores, Lepidoptera Datura (Ms) ( Very agressive, mainly eaten) Na Solanaceae ɛn Spodoptera littoralis (Sl), kɔtɔn lif wom na wan kayn “jɛnɛreshɔn”, wit di ɔs plant dɛm fɔ Solanaceae ɛn ɔda ɔs dɛm fɔ ɔda jɛnɛreshɔn ɛn famili Plant it. Wi pars di MS/MS metabolomiks spɛktrum ɛn ɛkstrakt infɔmeshɔn tiori statystik diskrɔptɔ fɔ kɔmpia OD ɛn MT tiori. Krio spεsifisiti map fכ sho di aydentiti fכ di ki mεtabolit dεm. Di analisis bin ɛkstɛnd to di nativ pɔpuleshɔn fɔ N. nasi ɛn klos rilayt tabak spɛshal fɔ analayz mɔ di kɔvayrians bitwin plant ɔmon signal ɛn OD indukshɔn.
In orda fכ kapchכ wan כvala map bכt di plasticity εn strכkchכ כf di lif mεtabolכm כf herbivorous tobacco, wi yuz wan previously divεlכp analisis εn kכlkyulεshכn wokfכlכ fכ kכmprεhεnsiv kכlekt εn deconvolute hεy-rεsכlushכn data indipεndεnt MS/MS spεktra frכm plant εkstrakt ( 9). Dis we we nɔ difrɛn (we dɛn kɔl MS/MS) kin kɔnstrɔk nɔ-ridandant kɔmpawnd spɛktra, we dɛn kin yuz afta dat fɔ ɔl di kɔmpawnd-lɛvɛl analisis dɛn we dɛn diskrayb ya. dis dεkכnvכlyut plant mεtabolit dεm na difrεn tכp dεm, we kכnsis fכ כndrεd to tawzin mεtabolit dεm (bכt 500-1000-s/MS/MS ya). na ya, wi de kכnsidr mεtabolik plastisiti insay di fכm fכ infכmeshכn tiori, εn kwantifay di divεrsiti εn prכfεshכnalism fכ di mεtabolכm bays pan di Shannon εntropi fכ di mεtabolik frikכnshכn distribushכn. Yuz di fכmula we dεn bin impliment bifo (8), wi kכlkul wan sεt כf indikεtכr dεm we dεn kin yuz fכ kwantify mεtabolכm divεrsiti (Hj indikεtכ), mεtabolik prכfayl spεshalayzεshכn (δj indikεtכr) εn mεtabolik spεsifisiti fכ wan singl mεtabolayt (Si indikεtכr) . Apat frɔm dat, wi aplay di Rilaytiv Distans Plastisiti Indeks (RDPI) fɔ kwantayz di mɛtabolɔm indusibiliti fɔ di hεbivɔ dɛn (Figure 1A) (30). Insay dis statystik fremwɔk, wi de trit MS/MS spɛktrum as di besik infɔmeshɔn yunit, ɛn prosɛs di rilitiv bɔku bɔku MS/MS insay wan frikshɔn distribyushɔn map, ɛn afta dat wi de yuz Shanɔn ɛntrɔpi fɔ ɛstimat mɛtabolɔm divaysiti frɔm am. di mεtabolכm spεshalization dεn de mεzj am bay di avεrej spεsifisiti fכ wan singl MS/MS spεktrum. כl dis mek di inkrεs pan di bכku sכm MS/MS klas dεm afta hεbivכr indukshכn de transfכm to spεktral indusibiliti, RDPI εn spεshalization, dat na di inkrεs pan di δj indeks, biכs mכr spεshal mεtabolayt dεm de prodyuz εn wan ay Si indeks de prodyuz. Di lכwεshכn כf di Hj divεrsiti indεks de rεflεkt se εither di nכmba כf MS/MS we dεn jεnarεt dεn rεdכks, כ di prכfayl frikכnshכn distribyushכn chenj in wan lεs yunifכm dεyshכn, we i de ridyus in כvala כnsatayniti. Tru di Si indeks kɔlkyulɛshɔn, i pɔsibul fɔ aylayt us MS/MS we sɔm herbivores de indyuz, di kɔntrari, us MS/MS nɔ de ansa di indukshɔn, we na wan ki indikɛtɔ fɔ difrɛns MT ɛn OD prɛdikshɔn.
(A) Statistikal diskriptɔ dɛn we dɛn yuz fɔ herbivorous (H1 to Hx) MS/MS data-inducibility (RDPI), divaysiti (Hj indeks), spɛshalsayz (δj indeks) ɛn mɛtabolayt spɛsifisiti (Si indeks). we di digri fכ spεshal (δj) inkrεs de sho se, pan avεj, mכr herbivorous spεsifi k mεtabolayt dεm go prodyuz, we di dεkrεshכn pan divεrsiti (Hj) de sho se di prodakshכn fכ mεtabolit dεm dכn dכn כ di mεtabolit dεm we nכ ivin distribyushכn na di distribushכn map . di Si valyu de ases if di mεtabolayt spεsifi k to wan givεn kכndishכn (ya, herbivorous) כ kכnvεsli mεnten na di sem lεvεl. (B) Konseptual dayagram fɔ difens tiori prɛdikshɔn yuz infɔmeshɔn tiori aks. OD tiori prεdikt se hεbivכr atak go inkrεs difεns mεtabolayt dεm, dat de inkrεs δj. di sem tεm, Hj de dכn biכs di profayl de כganayz bak tכwεd di rεdכks כnsatayniti fכ mεtabolik infכmeshכn. di MT tiori prεdikt se di atak we di hεbivכr dεm de atak go mek nכn-dayrεkshכnal chenj dεm na di mεtabolכm, we go mek Hj inkrεs as indikεtכ fכ inkrεs mεtabolik infכmeshכn כnsatayniti εn kכz wan random distribushכn fכ Si. Wi bin prכpos bak wan miks mכdel, di bεst MT, we sכm mεtabolayt dεm wit hכy difensiv valyu go patikyula inkrεs (hay Si valyu), we כda wan dεm de sho random rεspכns (lכw Si valyu).
Yuz infכmeshכn tiori diskrεptor dεm, wi intaprit di OD tiori fכ prεdikt se hεbivכr-indyuz spεshal mεtabolayt chenj dεm na wan כnidyus kכnstityushכnal stet go lid to (i) inkrεs pan mεtabolik spεsifisiti (Si indeks) we de drεb mεtabonomik spεsifisiti (δj indeks) Di inkrεs fכ) sכm spεshal mεtabolayt grup dεm wit hכy difεns valyu, εn (ii) di dεkrεshכn pan mεtabolכm divεrsiti (Hj) indeks biכs fכ di chenj fכ di mεtabolik frikכnshכn distribushכn to mכr lεptin bכdi distribushכn. na di lεvεl fכ wan singl mεtabolayt, dεn de εkspεkt wan כda Si distribushכn, usay di mεtabolayt go inkrεs di Si valyu akɔdin to in difεns valyu (Figure 1B). along dis layn, wi εksplen di MT tiori fכ prεdikt se εksayteshכn go lid to (i) nכn-dayrεkshכnal chenj dεm na di mεtabolit dεm we de rεsult in dεkrεshכn na di δj indeks, εn (ii) inkrεs na di Hj indeks biכs fכ inkrεs pan mεtabolik כnsatayniti. Ɔ randomnɛs, we dɛn kin kwantifay bay Shanɔn ɛntrɔpi insay di fɔm fɔ jenɛralized divaysiti. As fכ di mεtabolik kכmכshכn, di MT tiori go prεdikt di random distribushכn fכ Si. We wi tek in kɔnt se sɔm mɛtabolayt dɛn de ɔnda spɛshal kɔndishɔn dɛn ɔnda spɛshal kɔndishɔn dɛn, ɛn ɔda kɔndishɔn dɛn nɔ de ɔnda spɛshal kɔndishɔn dɛn, ɛn dɛn difens valyu de dipen pan di envayrɔmɛnt, wi bin prɔpɔz bak wan miks difɛns mɔdel, we δj ɛn Hj de sheb tu along Si Inkris insay ɔl di dairekshɔn dɛn, na sɔm mɛtabolayt grup dɛn nɔmɔ, we gɛt ay difɛns valyu, go patikyula inkrisayz Si, we ɔda wan dɛn go gɛt random distribyushɔn (Figure 1B).
Fɔ mek wi ebul fɔ tɛst di ridifayn difɛns tiori prɛdikshɔn pan di aks fɔ di infɔmeshɔn tiori diskrɔptɔ, wi rayz ɛkspɛkt (Ms) ɔ jenɛral (Sl) ɛrbivɔ larva dɛn pan di lif dɛn na Nepenthes pallens (Figure 2A). Yuz MS/MS analisis, wi rεtriv 599 nכn-ridandant MS/MS spεktra (data fayl S1) frכm mεtanכl εkstrakt כf lif tisu we dεn kכlekt afta katapila fכd. Yuz RDPI, Hj, ɛn δj indeks fɔ si di rikɔnfigyushɔn fɔ infɔmeshɔn kɔntinyu na MS/MS kɔnfigyushɔn fayl dɛn de sho intrestin patɛn (Figure 2B). di ovala tren na dat, as di infכmeshכn diskrεpta dεskrεb, as di katapila dεm de kכntinyu fכ it lif, di digri fכ כl di mεtabolik riכganayzeshn de inkrεs ova tεm: 72 awa afta di hεbivכr it, di RDPI de inkrεs bכku bכku wan. Kכmpεr wit di undamaged kכntrכl, Hj bin sכmtεm rεdכks, we bin bi biכs fכ di inkrεs digri כf spεshalization כf di mεtabolik prכfayl, we bin kwantifay bay di δj indeks. dis apεrεnt trεnd de kכnsist wit di prεdikshכn dεm fכ di OD tiori, bכt i nכ kכnsist wit di men prεdikshכn dεm fכ di MT tiori, we biliv se random (nכn-dayrεkshכnal) chenj dεm na di mεtabolit lεvεl dεm dεn de yuz am as difensiv kamoflaj (Figure 1B). Pan ɔl we di ɔral sekreshɔn (OS) ɛlisitɔ kɔntinyu ɛn di fidin bihayvya fɔ dɛn tu herbivores ya difrɛn, dɛn dairekt fidin rizulta in sem kayn chenj na di dairekshɔn fɔ Hj ɛn δj insay di 24 awa ɛn 72 awa avɛst tɛm. Di onli difrεns bin apin na 72 awa RDPI. we yu kכmpεr wit di wan we Ms fכd de kכz, di כvala mεtabolism we Sl fכd indyuz bin hכy.
. S1 (W + OSSl) larva ɔ wata (W + W). Di kɔntrol (C) na lif we nɔ pwɛl. (B) Indusibiliti (RDPI kɔmpia wit di kɔntrol chɔt), divaysiti (Hj indeks) ɛn spɛshalsayz (δj indeks) indeks we dɛn kɔl fɔ di spɛshal mɛtabolayt map (599 MS/MS; data fayl S1). Asterisk sho signifyant difrɛns bitwin di dairekt herbivore fidin ɛn di kɔntrol grup (Student’s t-test wit paired t-test, *P<0.05 ɛn ***P<0.001). ns, nɔ impɔtant. (C) Taym rεsכlushכn indeks fכ men (blu bכks, amino asid, כrganik asid εn shuga; data fayl S2) εn spεshal mεtabolayt spεktrum (rεd bכks 443 MS/MS; data fayl S1) afta simulεt hεrbivכri tritmεnt. Di kala band de rifer to di 95% kɔnfidɛns intaval. Di asterisk sho di signifyant difrɛns bitwin di tritmɛnt ɛn di kɔntrol [kwadratik analisis ɔf varyans (ANOVA), we dɛn fala wit Tukey in ɔnɛs sifyukɛnt difrɛns (HSD) fɔ post hoc mɔltipɛl kɔmpiashɔn, *P<0.05, **P<0.01 Ɛn *** P <0.001]. (D) Speshalization of skata plot en speshal mεtabolayt profayl (ripit sεmpl wit difrεnt tritmεnt).
Fכ εksplכr if di hεbivכr-indyuz rimodεlin na di mεtabolכm lεvεl de rεflek in di chenj dεm na di lεvεl fכ wan wan mεtabolayt dεm, wi fכs fכkus pan di mεtabolayt dεm we dεn bin stכdi bifo insay di lif dεm fכ Nepenthes pallens wit prכvεn hεbivכr rεsistεns. fεnolik amid dεm na haydroksisinamamid-polyamin kכnjugεt dεm we de kכmכt di tεm we insekt dεm de it hεrbivכri prכsεs εn dεn no se dεn de ridyus insekt dεm pεrformεns (32). Wi sכch di prεkursכr dεm fכ di kכrεspכndεnt MS/MS εn plot dεn kumulativ kinetik kεrv dεm (Figure S1). i nכ sapraiz se di fεnכl dεrivεt dεm we nכ de involv dεn dεn dεn dεm dεn εgεst εrbivכr dεm, lεk klorojεnik asid (CGA) εn rutin, dεn de dכn-rεgulεt afta dεn it hεbivכri. difrεnt frכm dat, di wan dεm we de it gras kin mek di fεnol amid dεm bכku bכku wan. di kכntinyu fכ it di tu hεbivכr dεm rεsult in kכlכsכl di sem εksayteshכn spεktrum fכ fεnolamid dεm, εn dis patεn bin spεshal klia fכ de novo sεntez fכ fεnolamid dεm. di sem tin we dεn go si we dεn de εksplכr di 17-haydroksijεranyl nonanediol diterpene glycosides (17-HGL-DTGs) path, we de prodyuz big nכmba כf acyclic diterpenes wit ifektiv anti-hεrbivore fכnshכn (33), we Ms Feeding wit Sl trigεr wan sεm kayn εksprεshכn profayl (Figure S1)).
Di poshubul disadvantej fɔ dairekt herbivore fidin experiment na di difrɛns pan lif kɔnsɔmshɔn rit ɛn fidin tɛm fɔ herbivores, we de mek i at fɔ pul di herbivore-spɛsifi k ifɛkt dɛm we wund ɛn herbivore kin kɔz. Fɔ mek wi ebul fɔ sɔlv di hεbivor spɛshal spɛsifisiti fɔ di indyuz lif mɛtabolik rispɔns, wi simul di fidin fɔ Ms ɛn Sl larvae bay we wi aplay di freshly kɔlɛkt OS (OSM ɛn OSS1) wantɛm wantɛm to di standad pankchɔ W we gɛt kɔnsistɛns lif pozishɔn. dis prosidכs dεn kכl am W + OS tritmεnt, εn i de standad di indukshכn bay we i prεsis tεm di כnset fכ di rispכns we di hεbivכr elicited witout kכz kכnfyus ifekt dεm fכ difrεns in di rεt כ kwantiti fכ tisu lכs (Figure 2A) (34). Yuz di MS/MS analisis ɛn kɔlkyulɛshɔn paiplayn, wi pul 443 MS/MS spɛktra (data fayl S1), we ɔvalap wit di spɛktra dɛn we dɛn bin dɔn gɛda bifo frɔm dairekt fid ɛkspiriɛns. Di infכmeshכn tiori analisis fכ dis MS/MS data set sho se di riprogramin fכ lif-spεshal mεtabolכm bay we dεn simul hεrbivכr sho OS-spεsifi k indyushכn (Figure 2C). in patikyula, kכmpεr wit OSS1 tritmεnt, OSM kכz εnhansmεnt fכ mεtabolכm spεshalization na 4 awa. I fayn fɔ no se we yu kɔmpia am wit di dairekt ɛrbivɔ fidin ɛkspirimɛnt data sɛt, di mɛtabolik kaynɛtiks we dɛn si insay tu-dimɛnshɔnal spɛs we yuz Hj ɛn δj as kɔdinɛt ɛn di dairekshɔnaliti fɔ di mɛtabolɔm spɛshalsayz in rispɔns to simul ɛbivɔ tritmɛnt ova tɛm Inkris kɔnsistɛns (Figure 2D). At di sem tεm, wi kwantifay di kכntεnt fכ amino asid, כrganik asid εn shuga (data fayl S2) fכ invεstigat if dis tכgεt inkrεs pan mεtabolכm εkspεriεns na biכs fכ di rεkכnfigureshכn fכ sεntrial kכbכn mεtabolism in rispכns to simulεt hεbivכr dεm ( Figure S2). fכ εksplen dis patεn bεtε, wi mכnitor di mεtabolik akyumyuleshכn kεnεtiks fכ di fεnolamid εn 17-HGL-DTG path dεm we wi bin dכn tכk bכt bifo. di OS-spεsifi k indukshכn fכ hεbivכr dεm de transfכm to difrεnt riarenjmεnt patεn insay fεnolamid mεtabolism (Figure S3). fεnolik amid dεm we gεt kumarin εn kafeoyl moieties dεn de fכs indyuz bay OSS1, we OSM dεm de trigεr wan spεsifi k indukshכn fכ fεrulyl kכnjugεt dεm. Fכ di 17-HGL-DTG path, difrεnt OS indukshכn bay dכwnstrim malonylation εn dimalonylation prodakt dεm bin dεtekt (Figure S3).
Neks, wi stכdi di OS-indyus transkriptכm plastisiti yuz di tεm-kכs maykroεri data sεt, we simul di yus כf OSM fכ trit di lif dεm fכ di rכsεt plant lif dεm insay hεbivכr dεm. Di sampling kinetiks basically ovalap wit di kinetiks we dɛn yuz insay dis mɛtabolomiks stɔdi ( 35 ). Kכmpεr wit di mεtabolכm rεkכnfigureshכn we mεtabolik plastisiti de patikyula inkrεs ova tεm, wi obsεv transiεnt transkripshכn bכrst in lif dεm we Ms indyuz, usay transkriptכm indusibiliti (RDPI) εn spεshalization (δj) de na 1 Na bin signifyant inkrεs pan awa, εn divεrsiti (Hj) na dis tεm pכynt, di εksprεshכn fכ BMP1 bin sכmtεm rεdכks, fכlכ di rilaksεshכn di transkriptכm spεshalization (Figure S4). mεtabolik jin famili dεm (lεk P450, glycosyltransferase, εn BAHD acyltransferase) de tek pat pan di prכsεs fכ asembl spεshal mεtabolit dεm frכm strכkchכral yunit dεm we kכmכt frכm praymar mεtabolism, fכlכ di fכs mεtabolism we wi bin dכn tכk bכt. As kes stכdi, dεn bin analכz di fεnylalanin path. di analisis kכnfכm se di kכr jin dεm na fεnolamid mεtabolism na hεli OS-indyuz in hεbivכr kכmpεr wit plant dεm we nכ atrak, εn dεn klos alaynd in dεn εksprεshכn patεn. di transkripshכn fכktכ MYB8 εn strכkchכral jin dεm PAL1, PAL2, C4H εn 4CL insay di כpstrim fכ dis path sho εli initiashכn fכ transkripshכn. asiltransfεras dεm we de ple rol insay di fainal assembly fכ fεnolamid, lεk AT1, DH29, εn CV86, de sho wan lכng uprεgulεshכn patεn (Figure S4). di obsכbishכn dεm we de oba sho se di εli initiashכn fכ transkriptכm spεshalization εn di leta εnhansmεnt fכ mεtabolכmik spεshalization na kכpl mכd, we kin bi biכs fכ di sinkrכn rεgεdyushכn sistεm we de initiate pawaful difεns rεspכns.
di rεkכnfigureshכn insay plant hכmon signal de akt lεk rεgεdyushכn layεr we de intagret hεrbivכr infכmeshכn fכ riprogram di fysioloji fכ plant dεm. Afta di herbivore simulshɔn, wi mɛzhɔ di kumulativ dinamiks fɔ di ki plant ɔmon kategori ɛn visualiz di tɛmporal kɔ-ɛksprɛshɔn bitwin dɛn [Pearson kɔrɛleshɔn kɔfishin (PCC)> 0.4] (Figure 3A). as dεn bin de εkspεkt, di plant כmon dεm we riliyt to bayosεntesis de lεnk insay di plant כmon kכ-εksprεshכn nεtwכk. apat frכm dat, dεn de map mεtabolik spεsifisiti (Si indeks) to dis nεtwכk fכ hεlayt di plant כmon dεm we difrεn tritmεnt dεm de indyuz. Tu men eria dεm fכ hεbivכr spεsifi k rεspכns dεn drכ: wan de na di JA klasta, usay JA (in bayolojikal aktv fכm JA-Ile) εn כda JA dεrivεt dεm sho di hεyest Si skכ; di ɔda wan na ɛtilin (ET). Gibberellin sho כnli mכdarεt inkrεs pan hεbivכr spεsifisiti, we כda plant כmon dεm, lεk saytokinin, כksin, εn abscisic asid, bin gεt lכw indukshכn spεsifisiti fכ hεbivכr. We yu kɔmpia am wit yuz W + W nɔmɔ, di amplifyeshɔn fɔ di pik valyu fɔ JA dɛrivativ dɛn tru di OS aplikeshɔn (W + OS) kin besik wan transfɔm to wan strɔng spɛsifi k indikɛtɔ fɔ JA dɛn. we dεn nכ bin εkspεkt, dεn no se OSM εn OSS1 wit difrεn εlisitכr kכntεnt de mek di sem kayn akyumyuleshכn fכ JA εn JA-Ile. difrεnt frכm OSS1, OSM na spεshal εn strכng indyuz bay OSM dεm, we OSS1 nכ de amplify di rispכns fכ basal wund dεm (Figure 3B).
(A) Ko-εksprεshכn nεtwכk analisis bays pan PCC kכlkyulεshכn כf hεrbivכr-indyus plant hכmon akyumyuleshכn kεnεtiks simulεshכn. di node de riprizent wan plant כmon, εn di sayz fכ di no de riprizent di Si indeks we spεsifi k to di plant כmon bitwin tritmεnt dεm. (B) Akyumyuleshכn fכ JA, JA-Ile εn ET insay lif dεm we kכz bay difrεn tritmεnt dεm we difrεn kכla dεm sho: aprikot, W + OSM; blu, W + OSSl, ɛn di ɔda wan dɛn; blak, W + W, ɛn di ɔda wan dɛn; grey, C (kɔntrol) . Asterisk indikεt signifyant difrεns bitwin tritmεnt εn kכntrכl (tu-way ANOVA fכlכ Tukey HSD post hoc mכltipכl kכmpεreshכn, *** P <0.001). Infכmeshכn tiori analisis כf (C)697 MS/MS (data fayl S1) in JA bayosεntesis εn impεriכs pεrsεpshכn spεktrum (irAOC εn irCOI1) εn (D)585 MS/MS (data fayl S1) in ETR1 wit impεriεd ET signal Tu simulεt hεbivכr tritmεnt trigεr plant layn εn εmpti vεhikul (EV) kכntrכl plant. Asterisk indikεt signifyant difrεns bitwin W+OS tritmεnt εn undamaged kכntrכl (tu-way ANOVA fכlכ Tukey HSD post hoc mכltipכl kכmpεreshכn, *P<0.05, **P<0.01 εn ***P<0.001). (E) Skata grafik dɛn fɔ skata opɔzishɔn to spɛshalsayz. di kכla dεm de riprizent difrεn jεnεtik modifyed strayn dεm; di simbul dεm de riprizent difrεn tritmεnt mεtכd dεm: trayangul, W + OSS1; rɛktɛnj, W + OSM; sɛklɔ C
Neks, wi yuz wan jεnεtikli modifyed strayn fכ attenuated Nepenthes (irCOI1 εn sETR1) in di ki stεp dεm fכ JA εn ET bayosεntesis (irAOC εn irACO) εn pεrsεpshכn (irCOI1 εn sETR1) fכ analכz di mεtabolism fכ dεn tu plant hכmon dεm pan hεbivכr dεm Di rilitiv kכntribyushכn fכ riprogram. Konsistεnt wit di prεviכs εkspεriεns, wi kכnfכm di indukshכn כf hεbivכr-OS in εmpti kεria (EV) plant dεm (Figכ 3, C to D) εn di כvala dεkrεshכn in di Hj indeks we OSM kכz, we di δj indeks inkrεs. di rispכns de mכr pronכns pas di rεspכns we OSS1 trigεr. Wan tu-layn grafik we de yuz Hj ɛn δj as kɔdinɛt de sho di spɛsifi k dirɛgyuleshɔn (Figure 3E). di mכst klia tren na dat insay strayn dεm we nכ gεt JA signal, di mεtabolכm divεrsiti εn spεshal chenj dεm we di hεbivכr dεm de kכz dεn kכlכsכl kכmplitli εliminet (Figure 3C). difrεnt frכm dat, di saylεnt ET pεrsεpshכn in sETR1 plant dεm, pan כl we di כvala ifekt pan chenj dεm na hεbivכr mεtabolism bכku lכw pas di wan we JA signal de gi, i de attenuate di difrεns in Hj εn δj indis bitwin OSM εn OSS1 εksayzεshכn (Figכ 3D εn Fig S5). . dis sho se apat frכm di kכr fכnshכn fכ JA signal transdyushכn, ET signal transdyushכn de sכv bak as fayn-tכn fכ di spεshal mεtabolik rispכns fכ hεbivכr dεm. Konsistεnt wit dis fayn-tyun fכnshכn, nכ chenj bin de na di כvala mεtabolכm indusibiliti in sETR1 plant dεm. Na di ɔda say, we dɛn kɔmpia wit sETR1 plant dɛn, irACO plant dɛn indyuz di sem kayn ɔvala amplitude fɔ mɛtabolik chenj dɛn we di herbivores kɔz, bɔt dɛn sho signifyant difrɛn Hj ɛn δj skɔ bitwin OSM ɛn OSS1 chalenj dɛn (Figure S5).
fכ mek wi no spεshal mεtabolayt dεm we gεt imכtant kכntribyushכn to di spεshal rεspכns fכ di hεbivכr dεm εn fayn-tכn dεn prodakshכn tru ET signal dεm, wi yuz di strכkchכral MS/MS mεtכd we wi bin dכn divεlכp bifo. dis mεtכd de dip pan di bi-kכlכsta mεtכd fכ ri-infεr di mεtabolik famili frכm MS/MS fragmεnt dεm [nכmal dכt prodakt (NDP)] εn similitu skכ bays pan nyutral lכs (NL). Di MS/MS data set we dɛn kɔnstrɔk tru di analisis fɔ ET transjɛnik layn dɛn prodyuz 585 MS/MS (data fayl S1), we dɛn sɔlv bay we dɛn klas dɛn insay sɛvin men MS/MS mɔdyul dɛn (M) (Figure 4A) . sכm pan dεn mכdyul ya dεn pak wit spεshal mεtabolayt dεm we dεn bin kכl bifo: fכ egzampl, M1, M2, M3, M4 εn M7 rich wit difrεn fεnol dεrivεt dεm (M1), flavonoid glycosides (M2), asil shuga dεm (M3 εn M4), εn 17-HGL-DTG (M7). apat frכm dat, dεn kכl di mεtabolik spεsifi k infכmeshכn (Si indeks) fכ wan singl mεtabolayt insay εvri mכdule, εn dεn kin si in Si distribushכn intuitiv wan. in shot, MS/MS spεktra we de sho hεbivכri εn jεnotayp spεsifisiti dεn kכl dεm hεy Si valyu dεm, εn kurtosis stεtistik dεm de sho di distribushכn fכ fכr na di rayt tel kכna. Wan pan dis kayn slim kolכyd distribushכn bin dεtekt in M1, we fεnol amid sho di hεyest Si frakshכn (Figure 4B). di hεrbivorous inducible 17-HGL-DTG we wi bin dכn mεnshכn bifo in M7 sho mכdarεt Si skכ, we sho se mכdarεt digri fכ difrεnt rεguleshכn bitwin di tu OS tכp dεm. difrεnt frכm dat, mכst kכnstityushכnal prodyuz spεshal mεtabolayt dεm, lεk rutin, CGA, εn asil shuga dεm, de bitwin di lכs Si skכ dεm. In orda fכ bεtε εksplכr di strכkchכral kכmplisiti εn Si distribushכn bitwin spεshal mεtabolayt dεm, wan mכlikul nεtwכk bin kכnstrכkt fכ εvri mכdul (Figure 4B). wan imכtant prεdikshכn fכ di OD tiori (we dεn sכmariz na fכg 1B) na dat di riכganayzeshכn fכ spεshal mεtabolayt dεm afta hεbivכri fכ lid to wan-way chenj dεm na mεtabolayt dεm wit hכy difεns valyu, spεshal wan bay we dεn inkrεs dεn spεsifisiti (as opushכn to random distribushכn) Mod) Difensiv mεtabolayt we MT tiori prεdikt. כl di fεnol dεrivεt dεm we dεn akumulet insay M1 de fכnshכnal rilayt to di dεklin pan insekt pεrformεns (32). We wi kɔmpia di Si valyu dɛn na di M1 mɛtabolayt dɛn bitwin di lif dɛn we dɛn indyuz ɛn di kɔnstityushɔn lif dɛn na di EV kɔntrol plant dɛn na 24 awa, wi si se di mɛtabolik spɛsifisiti fɔ bɔku mɛtabolayt dɛn afta ɛrbivori insɛkt dɛn gɛt signifyant inkris tren (Figure 4C). di spεsifi k inkrεs pan Si valyu bin dεtekt כnli insay difensiv fεnolamid dεm, bכt nכ inkrεs pan Si valyu bin dεtekt in כda fεnol dεm εn mεtabolayt dεm we dεn nכ no we de kכεgzist insay dis mכdyul. Dis na spɛshal mɔdel, we gɛt fɔ du wit di OD tiori. di men prεdikshכn dεm fכ di mεtabolik chenj dεm we di hεbivכr dεm de kכz de kכnsist. In orda fכ tεst if dis patikyulaiti כf di fεnolamid spεktrum bin indyuz bay OS-spεsifi k ET, wi plot di mεtabolayt Si indeks εn kכz wan difrεnt εksprεshכn valyu bitwin OSM εn OSS1 in di EV εn sETR1 jεnotayp dεm (Figure 4D ). In sETR1, di fεnamid-indyus difrεns bitwin OSM εn OSS1 bin ridyus bכku. Di bi-clustering mεtכd bin aplay bak to MS/MS data we dεn kכlekt in strayn wit insufisεnt JA fכ infεr di men MS/MS mכdyul dεm we riliyt to JA-rεgulεt mεtabolik spεshalization (Figure S6).
(A) Di klasta rizulyt fɔ 585 MS/MS bays pan shered fragmɛnt (NDP similitu) ɛn shered nyutral lɔs (NL similitu) rizulta in di mɔdyul (M) fɔ kɔnsistɛn wit di kɔmpawnd famili we dɛn no, ɔ bay we dɛn nɔ no ɔ we nɔ gɛt bɛtɛ mɛtabolayz Mɛtabolɛt kɔmpɔzishɔn. nεks to εvri mכdul, dεn sho di mεtabolayt (MS/MS) spεsifi k (Si) distribushכn. (B) Modular mכlikul nεtwכk: No dεm de riprizent MS/MS εn edj dεm, NDP (rεd) εn NL (blu) MS/MS skכ dεm (kכt-כf,> 0.6). di gred mεtabolayt spεsifisiti indeks (Si) kכla bays pan di mכdule (lεft) εn map to di mכlikul nεtwכk (rayt). . (D) Di M1 mכlikul nεtwכk dayagram fכ di spεktrum layn sETR1 wit impεriכs EV εn ET pεrsεpshכn: di fεnolik kכmpawnd we di grεn sεkכl node rεprεsεnt, εn di signifyant difrεns (P valyu) bitwin W + OSM εn W + OSS1 tritmεnt dεm as Nod saiz. CP, N-kafeoyl-tayrosin, ɛn di ɔda wan dɛn; CS, N-kafeoyl-spermidin, ɛn di ɔda wan dɛn; FP, N-fεrulik asid εsta-yurik asid; FS, N-fεrulil-spεrmidin; CoP, N’, N “-Kumarolil-tayrosin;DCS, N’, N”-dikafiɔyl-spɛmidin; CFS, N’, N”-kafiɔyl, fɛrulɔyl-spɛmidin;Laysiɔm barbarum insay wulfbɛri Sɔn;Nik.O-AS, O-asil shuga.
Wi fכs εkstεnd di analisis frכm wan singl attenuated Nepenthes jεnotayp to nεchכral populeshכn, usay strכng intraspεsifi k chenj dεm na hεbivכr JA lεvεl εn spεsifi k mεtabolayt lεvεl dεm dεn bin dεskrεb bifo in nεchכral populeshכn ( 26 ). Yuz dis data set fכ kכba 43 jεmplasm dεm. dis jεmplasm dεm kכnsis fכ 123 spεshal plant dεm frכm N. pallens. Dɛn tek dɛn plant ya frɔm sid dɛn we dɛn gɛda na difrɛn nativ ples dɛn na Yuta, Nevada, Arizɔn, ɛn Kalifɔnia (Figure S7), wi kɔl di mɛtabolɔm difrɛns (we dɛn kɔl ya pipul dɛn lɛvɛl) β difrɛns) ɛn di spɛshal we OSM kɔz. kכnsist wit di stכdi dεm we wi bin dכn du bifo, wi obsεv wan big rεnj כf mεtabolik chenj dεm along di Hj εn δj aks, we sho se jεmplasm dεm gεt sכm difrεns insay di plastisiti fכ dεn mεtabolik rispכns to hεbivכr dεm (Figure S7). Dis ɔganayzeshɔn de mɛmba di tin dɛn we dɛn bin dɔn si bifo tɛm bɔt di dinamik rɛnj we JAs chenj dɛn we di herbivores kin mek, ɛn i dɔn kip wan rili ay valyu insay wan pɔpuleshɔn (26, 36). Bay we wi yuz JA ɛn JA-Ile fɔ tɛst di ɔvala lɛvɛl kɔrɛleshɔn bitwin Hj ɛn δj, wi fain se wan signifyant pɔsitiv kɔrɛleshɔn de bitwin JA ɛn di mɛtabolɔm β divaysiti ɛn spɛshalizɛshɔn indeks (Figure S7). Dis sho se di hεtirojεniti we hεbivכr-indyuz insay JAs indukshכn we dεn dεtekt na di populeshכn lεvεl kin bi biכs fכ di ki mεtabolik pכlimכfism dεm we dεn kכz bay sεlεkshכn frכm insekt hεbivכr dεm.
stכdi dεm we dεn bin dכn du bifo dis tεm dεn sho se di tכbak tכp dεm difrεn bכku pan di tכp εn rilitiv dipεndεns pan indyuz εn kכnstityushכn mεtabolik difεns dεm. Dɛn biliv se dɛn chenj ya na di anti-herbivore signal transduction ɛn difens kapabiliti de rigul bay insɛkt pipul prɛshɔn, plant layf saykl, ɛn difɛns prodakshɔn kɔst na di nich usay wan givɛn spɛshal de gro. Wi stכdi di kכnsistεns כf lif mεtabolכm rimכdelin we hεbivכr dεm fכ siks Nicotiana spεs dεm we kכmכt na Nɔt Amɛrika εn Sawt Amɛrika indyuz. Dɛn spisis ya gɛt tayt padi biznɛs wit Nepenthes Nɔt Amɛrika, dat na Nicolas Bociflo. La, N. nikotinis, Nikotiana n. atɛnuated gras, Nicotiana tabacum, linya tabak, tabak (Nicotiana spegazzinii) ɛn tabak lif tabak (Nicotiana obtusifolia) (Figure 5A) (37). Siks pan dɛn spisis ya, inklud di spɛshal we dɛn kɔl N. please, na plant dɛn we kin kɔmɔt ɛvri ia na di petunia kled, ɛn obtusifolia N. na plant dɛn we kin gro ɔltɛm na di sista kled Trigonophyllae (38). Afta dat, dɛn du W + W, W + OSM ɛn W + OSS1 indukshɔn pan dɛn sɛvin spɛshal ya fɔ stɔdi di spɛshal-lɛvɛl mɛtabolik riarenjmɛnt fɔ insɛkt it.
(A) Wan butstrap faylojɛnɛtik tik we biys pan maksimal liklihud [fɔ nyuklia glutamin sɛntesis (38)] ɛn di jiografik distribyushɔn fɔ sɛvin klos rilayt Nicotiana spɛshal (difrɛn kɔlɔ dɛn) (37). (B) Wan skata plot we spɛshal difrɛns fɔ di mɛtabolik profayl dɛn fɔ sɛvin Nicotiana spɛshal dɛn (939 MS/MS; data fayl S1). na di spεshal lεvεl, mεtabolכm divεrsiti de nεgεtiv kכrεlat wit di digri fכ spεshalization. di analisis fכ di spεshal-lεvεl kכrεleshכn bitwin mεtabolik divεrsiti εn spεshalization εn JA akyumyuleshכn de sho na fכg 2. S9. Kɔlɔ, difrɛn kayn dɛn; triangul, W + OSS1, ɛn di ɔda wan dɛn; rɛktɛnj, W + OSM; (C) Nicotiana JA ɛn JA-Ile dinamik dɛn rank akɔdin to OS ɛksayteshɔn amplityudɔ (tu-way ANOVA ɛn Tukey HSD post-mɔltipɛl kɔmpiashɔn, * P <0.05, ** P <0.01 ɛn * ** Fɔ kɔmpia W + OS ɛn W + W, P <0.001). Bɔks plot fɔ (D) difrɛns ɛn (E) spɛshalsayz fɔ ɛni spɛshal afta dɛn dɔn simul herbivorous ɛn methyl JA (MeJA). Di asterisk indiket di signifyant difrɛns bitwin W + OS ɛn W + W ɔ lanolin plus W (Lan + W) ɔ Lan plus MeJA (Lan + MeJa) ɛn Lan kɔntrol (tu-way analisis fɔ varyans, we dɛn fala wit Tukey in HSD post hoc maltipul kɔmpiashɔn , *P<0.05, **P<0.01 ɛn ***P<0.001).
Yuz di dual klasta mεtכd, wi aydentify 9 modul dεm we 939 MS/MS (data fayl S1). di kompozishun fכ MS/MS we dεn rεkכnfigyut bay difrεn tritmεnt dεm de vεryus bכku bitwin difrεn mכdul dεm bitwin spεshal (Figure S8). we yu si Hj (dεn kכl am ya as spεshal-lεvεl γ-divεrsiti) εn δj de sho se difrεn spεshal dεm de agregεt insay vεri difrεnt grup dεm na di mεtabolik spεs, usay spεshal-lεvεl divεlכpmεnt kin כlwayz mכr prominεnt pas εksayz. wit di eksepshכn fכ N. linear εn N. obliquus, dεn de sho wan wayd dinamik rεnj fכ indukshכn ifekt dεm (Figure 5B). difrεnt frכm dat, spεshal wan dεm lεk N. purpurea εn N. obtusifolia gεt lεs klia mεtabolik rispכns to tritmεnt, bכt di mεtabolכm de mכr difrεnt. Di spεsifi k distribushכn כf di indyuz mεtabolik rεspכns rεsult in wan sכm nεgεtiv kכrεleshכn bitwin spεshalizεshכn εn gama divεrsiti (PCC = -0.46, P = 4.9×10-8). OS-induse chenj dεm na JAs lεvεl dεm de pכsitiv kכrεlat wit mεtabolכm spεshalization, εn nεgεtiv kכrεlat wit di mεtabolik gama divεrsiti we εvri spεshal de sho (Figure 5B εn Figure S9). I fayn fɔ no se di spisis we dɛn kɔl “signal response” spɛshal na Fig 5C, lɛk Nepenthes nematodes, Nepenthes nepenthes, Nepenthes acute, ɛn Nepenthes attenuated, bin mek signifyant sayn dɛn apin na 30 minit. di OS-spεsifi k JA εn JA-Ile כtbrek dεm we dεn jכs du, we כda baktri dεm we dεn kכl “signal unresponsive”, lεk Nepenthes mil, Nepenthes pauda εn N. obtusifolia כnli sho JA-Ile Edge indukshכn we nכ gεt nכ OS spεsifisiti (Figure 5C). na di mεtabolik lεvεl, lεk aw wi bin mεnshכn oba, fכ attenuated Nepenthes, di signal-rεspכnsiv sכbstans dεm sho OS spεsifisiti εn signifyant inkrεs δj, we dεn de ridyus Hj. Dis OS-spεsifi k priming ifekt nכ bin dεtekt in spεshal klas we dεn klas as signal nכn-rεaktiv spεshal (Figure 5, D εn E). OS-spεsifi k mεtabolayt dεm de sheb mכr fכs bitwin signal-rεspכnsiv spεshal, εn dεn signal kכlכsta dεm ya de kכlכs wit spεshal wit wik signal rεspכns, we spεshal wit wik signal rεspכns de sho lεs intadipεndεns (Figure S8 ). dis rizulεt de sho se di OS-spεsifi k indukshכn fכ JA dεm εn di OS-spεsifi k rεkכnfigureshכn fכ di dכwnstrim mεtabolכm de kכpl na di spεshal lεvεl.
nεks, wi yuz wan lanolin paste we gεt mεtil JA (MeJA) fכ trit plant dεm fכ invεstigat if dεn kכpl mכd ya de rεstrikt bay di avεlaybl JA we εksojen JA aplay, we go de insay di saytoplasm fכ plant dεm. Rapid diɛstifikɛshɔn na JA. Wi fכnd di sem tεnd fכ di sכmtεm chenj frכm signal-rεspכnsiv spεshal to signal-nכn-rεspכnsiv spεshal we di kכntinyu saplai fכ JA kכz (Figure 5, D εn E). in shot, MeJA tritmεnt strכng wan riprogram di mεtabolכm dεm fכ linya nematod dεm, N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens, εn N. mikimotoi, we rεsult in wan signifyant inkrεs pan δj εn wan dεkrεshכn pan Hj. N. purpurea nכmכ sho inkrεs pan δj, bכt nכto Hj. N. obtusifolia, we dεn bin sho bifo se i de akumulet εkstrim lכw lεvεl dεm fכ JA dεm, de rεspכnd bak pwεl to MeJA tritmεnt in tεm dεm fכ mεtabolכm rεkכnfigureshכn. dis rizulεt dεm sho se JA prodakshכn כ signal transdyushכn de fysiolojikal rεstrikt in signal-unresponsiv spεshal. Fכ tεst dis haypothεsis, wi stכdi di fכ spεshal (N. pallens, N. mills, N. pink εn N. microphylla) we W + W, W + OSMs εn W + OSS1 Transcriptome (39) indyuz. kכnsistεnt wit di patεn fכ mεtabolכm rimכdelin, di spεshal dεm de separet fayn fayn wan na di transkriptכm spεs, bitwin we N. attenuated sho di hεyest OS-induced RDPI, we N. gracilis bin gεt di lכs (Figure 6A). כltu, dεn fכnshכn se di transkriptכm divεrsiti we N. oblonga indyuz na di lכs pan di fכ spεshal, kכntribyut to di hεyest mεtabonomik divεrsiti fכ N. oblonga we dεn bin sho bifo insay sεvin spεshal. stכdi dεm we dεn bin dכn du bifo dis tεm dεn sho se wan sεt fכ jin dεm we riliyt to di fכs difεns signal dεm, inklud JA signal dεm, de εksplen di spεsifisiti fכ di fכs difεns rεspכns dεm we hεbivכr-rεlatεd elicitor dεm indyuz insay Nicotiana spεshal (39). we dεn kכmpεr di JA signal path dεm bitwin dεn fכ spεshal dεm ya, dεn sho wan intrestin patεn (Figure 6B). mכst jin dεm na dis path, lεk AOC, OPR3, ACX εn COI1, sho rili hכy lεvεl dεm fכ indukshכn insay dεn fכ spεshal dεm ya. כltu, wan ki jin, JAR4, de kכnvכlt JA to in bayolojikal aktv fכm fכ JA-Ile akumulet transkript dεm, εn in transkripshכn lεvεl de rili lכw, spεshal wan na N. mil, Nepenthes pieris εn N. microphylla. apat frכm dat, na di transkript nכmכ fכ כda jin AOS nכ bin detekt insay N. bifidum. dis chenj dεm na di jin εksprεshכn kin bi rispansabl fכ di ekstrim fεnotayp dεm we di lכw JA prodakshכn in signal anεjik spεs dεm εn di indukshכn fכ N. gracilis.
(A) Infכmeshכn tiori analisis fכ di riprogramin fכ di εli transkripshכnal rispכns dεm fכ fכ klos rilayt tכbak spεs dεm we dεn sεmpl 30 minit afta hεrbivכri indukshכn. RDPI dεn kכl am bay we dεn kכmpεr di lif dεm we di hεbivכr OS indyuz wit di wund kכntrכl. Di kɔlɔ dɛn de sho difrɛn kayn animal dɛn, ɛn di sayn dɛn de sho difrɛn we dɛn fɔ trit am. (B) Analysis of jin εksprεshכn in JA signal pathεy bitwin fכ spεshal. Di simpul JA pat de sho nia di bɔks plot. Difrɛn kɔlɔ dɛn de sho difrɛn we dɛn fɔ prosɛs. Di asterisk sho se signifyant difrɛns de bitwin di W + OS tritmɛnt ɛn di W + W kɔntrol (fɔ di Student in t-tɛst fɔ pairwise difrɛns, *P<0.05, **P<0.01 ɛn ***P<0.001). OPDA, 12-ɔksofaytodinɔyk asid; OPC-8: 0,3-okso-2(2′(Z)-pɛntɛnil)-sayklɔpɛntan-1-ɔktanɔyk asid.
Insay di las pat, wi bin stɔdi aw insɛkt spɛshal-spɛsifi k rimɔdelin fɔ di mɛtabolɔm fɔ difrɛn plant spɛshal dɛn kin bi rɛsistɛns to herbivores. Risach we dɛn bin dɔn du bifo dis tɛm bin tɔk mɔ bɔt di Nicotiana jɛnɛreshɔn. di rεsistεns to Ms εn larva dεm difrεn bכku (40). Na ya, wi stכdi di kכnεkshכn bitwin dis mכdel εn dεn mεtabolik plastisiti. We wi yuz di 4 tabak spɛshal dɛn we de ɔp, ɛn tɛst di kɔrɛleshɔn bitwin di difrɛns ɛn spɛshalsayz di mɛtabolɔm we di herbivores de kɔz ɛn di rɛsistɛns we plant dɛn gɛt to Ms ɛn Sl, wi si se di rɛsistɛns, difrɛns ɛn spɛshalsayz to di jenɛral Sl Ɔl gɛt pɔsitiv kɔrɛleshɔn, we di kɔrɛleshɔn bitwin di rɛsistɛns to ɛkspɛkt uman dɛn ɛn spɛshalsayz wik, ɛn di kɔrɛleshɔn wit difrɛns nɔ impɔtant (Figure S10). Wit rispek to S1 rεsistεns, כl tu di attenuated N. chinensis εn N. gracilis, we dεn bin sho bifo fכ sho כl tu di JA signal transdyushכn lεvεl εn mεtabolכm plastisiti, bin gεt bכku difrεnt rispכns to hεbivכr indukshכn, εn dεn sho bak di sem kayn hεy rεsistεns. Seks fɔ du mami ɛn dadi biznɛs.
Insay di pas siksti ia, plant difɛns tiori dɔn gi wan tiori fɔm, bays pan we risach pipul dɛn dɔn prɛdikt bɔku bɔku ɛvolushɔn ɛn wok dɛn we plant spɛshal mɛtabolayt dɛn de du. Mɔs pan dɛn tiori ya nɔ de fala di nɔmal prosidyushɔn fɔ strɔng infɔmeshɔn (41). Dɛn prɔpɔz ki prɛdikshɔn (3) na di sem lɛvɛl fɔ analisis. We di tɛst fɔ di men prɛdikshɔn dɛn alaw fɔ analayz spɛshal tiori dɛn, dis go mek di Di fil de go bifo. Dɛn fɔ sɔpɔt yu, bɔt nɔ gri wit ɔda pipul dɛn (42). insted, di nyu tiori de mek prεdikshכn na difrεn lεvεl dεm fכ analisis εn ad nyu layt fכ diskrεptiv kכnsidεreshכn (42). כltu, di tu tiori dεm we dεn prכpos na di fכnshכnal lεvεl, MT εn OD, kin izi fכ εksplen as imכtant prεdikshכn dεm fכ spεshal mεtabolik chenj dεm we hεbivכr dεm de kכz: OD tiori biliv se chenj dεm na spεshal mεtabolik “spεs” na hεli dairekshכnal . di MT tiori biliv se dεn chenj dεm ya go bi nכn-dayrekshכnal εn randomly located in di mεtabolik spεs, εn tεnd fכ gεt hכy difεns valyu mεtabolit dεm. di prεviכs egzamεn dεm fכ OD εn MT prεdikshכn dεm dεn bin tεst yuz wan sכm sכm sεt fכ a priori “difεns” kכmpawnd dεm. dis mεtabolayt-sεntrik tεst dεm de prεklud di abiliti fכ analכz di εkstenshכn εn trajektכri fכ mεtabolכm rεkכnfigureshכn di tεm we dεn de it hεrbivכri, εn dεn nכ de alaw tεst insay wan kכnsistεnt stεtistik fכm fכ nid ki prεdikshכn dεm we dεn kin kכnsidrε as a כl Kwantifay chenj dεm na plant mεtabolכm. Na ya, wi yuz di inovativ teknɔlɔji insay mɛtabɔlɔmiks bays pan kɔmpyuta MS ɛn du dikɔnvɔlɔshɔn MS analisis insay di jenɛral kɔrɛnt fɔ infɔmeshɔn tiori diskrɔptɔ fɔ tɛst di difrɛns bitwin di tu we dɛn prɔpɔz na di glob ɔl mɛtabɔlɔmiks lɛvɛl. Di ki prɛdikshɔn fɔ dis tiori. Infכmeshכn tiori dεn dכn aplay insay plεnti fil dεm, spεshal wan insay di kכntεks fכ biodiversity εn nyutriεnt fכ fכlכ risach (43). Bɔt as wi no, dis na di fɔs aplikeshɔn we dɛn yuz fɔ diskrayb di mɛtabolik infɔmeshɔn spɛs fɔ plant ɛn sɔlv ikɔlɔjik prɔblɛm dɛn we gɛt fɔ du wit tɛmporari mɛtabolik chenj dɛn we de ansa to di tin dɛn we de apin na di envayrɔmɛnt. Na patikyula, di abiliti fɔ dis we de insay in abiliti fɔ kɔmpia patɛns insay ɛn bitwin plant spɛshal fɔ ɛgzamin aw herbivores dɔn evolv frɔm difrɛn spisis to inta-spisis makroɛvolushɔn patɛn na difrɛn lɛvɛl dɛn fɔ ɛvolushɔn. Metabolism we dɛn kin yuz fɔ mek tin dɛn.
Prinsipal kכmכpכnt analisis (PCA) de kכnvכlt wan mכltivεriεt data sεt to wan dimεnshכnal rεdukshכn spεs so dat dεn kin εksplen di men tren fכ di data, so dεn kin yuz am as εksplכratכri tεknik fכ pars di data sεt, lεk dikonvכlushכn mεtabolכm. Bɔt, dimɛnshɔnaliti ridyushɔn go lɔs pat pan di infɔmeshɔn kɔntinyu na di data sɛt, ɛn PCA nɔ go ebul fɔ gi kwantiti infɔmeshɔn bɔt di kwaliti dɛn we rili impɔtant to ikɔlɔjik tiori, lɛk: aw herbivores rikɔnfigyut difrɛns na spɛshal fil dɛm (fɔ ɛgzampul, richnɛs, distribyushɔn) Ɛn bɔku bɔku) mɛtabolayt dɛm? Us mεtabolayt dεm na prεdiktכr dεm fכ di indyuz stet fכ wan givεn hεrbivכr? frכm di pεspεktiv fכ spεsifisiti, divεrsiti εn indusibiliti, di infכmeshכn kכntεnt fכ di lif-spεsifi k mεtabolayt profayl de dכn, εn dεn fכnshכn se di it fכ hεbivכr dεm kin aktibכt spεsifi k mεtabolism. We wi nɔ bin de ɛkspɛkt, wi bin si se, as dɛn tɔk bɔt am na di infɔmeshɔn tiori indikɛtɔ dɛn we dɛn impruv, di mɛtabolik sityueshɔn we kɔmɔt frɔm am gɛt big ɔvalap afta di atak dɛn we di tu herbivores (di nɛt-fed jenɛral Sl) ɛn di Solanaceae ɛkspɛkt Mis. Although dɛn fidin bihayvya ɛn kɔnsɛntreshɔn rili difrɛn. Fεt asid-amino asid kכnjugεt (FAC) initiator in OS (31). Bay we dɛn yuz herbivore OS fɔ trit standad pankchɔ wund dɛn, simulated herbivore tritmɛnt sɛf sho wan sem kayn tren. Dis standad prosidur fכ simul di rispכns fכ plant dεm to hεbivכr atak dεm de εliminet di kכnfyushכn fכktכ dεm we de kכz bay chenj dεm na di it bihayv fכ hεbivכr dεm, we de lid to difrεn digri dεm fכ damej pan difrεn tεm dεm (34). FAC, we dεn no se na di men kכz fכ OSM, de ridyus JAS εn כda plant hכmon rεspכns dεm na OSS1, we OSS1 de ridyus כndrεd tεm (31). כltu, OSS1 kכz di sem kayn lεvεl dεm fכ JA akyumyuleshכn kכmpεr wit OSM. i bin dכn sho bifo se di JA rεspכns in attenuated Nepenthes na rili sεnsitiv to OSM, usay FAC kin mεnten in aktiviti ivin if dεn diluted am 1:1000 wit wata ( 44 ). So, we yu kɔmpia am wit OSM, pan ɔl we di FAC na OSS1 rili smɔl, i inof fɔ mek i gɛt inɔf JA ɔtbrɛk. stכdi dεm we dεn bin dכn du bifo dis tεm dεn sho se dεn kin yuz di protin dεm we lεk porin (45) εn oligosakarides (46) as mכlikul klyu fכ trigεr plant difεns rεspכns dεm na OSS1. כltu, i stil nכ klia if dεn elicitor dεm ya na OSS1 na dεn rispansabl fכ di akyumyuleshכn fכ JA we dεn obsεv insay di stכdi we dεn de du naw.
Pan ɔl we na smɔl stɔdi dɛn de we de diskrayb di difrɛns mɛtabolik finga prɛnt dɛn we dɛn kin kɔz bay we dɛn yuz difrɛn hεbivor ɔ εksojen JA ɔ SA (salicylic acid) (47), nɔbɔdi nɔ dɔn pwεl di hεbivכr spεsifi k pεrturbeshכn na di plant gras nεtwכk εn in ifekt dεm pan di spεsifi k Di כvala impak we mεtabolism gεt na sistamatli stכdi. pɔsin in yon infɔmeshɔn. dis analisis kכnfכm fכs se di intanεt כmon nεtwכk kכnεkshכn wit כda plant כmon dεm we nכ de na JA dεm de shep di spεsifisiti fכ di mεtabolik riכganayzeshn we di hεbivכr dεm de kכz. In patikyula, wi dεtekt se ET we OSM kכz bin sכmtεm pas di wan we OSS1 kכz. Dis mכd de kכnsist wit mכr FAC kכntεnt in OSM, we na nεsεsary εn sufayf kכndishכn fכ trigεr wan ET bכrst ( 48 ). insay di konteks fכ di intarakshכn bitwin plant dεm εn hεbivכr dεm, di signal fכnshכn fכ ET pan plant-spεsifi k mεtabolayt dinamiks stil de sporadik εn i nכmכ de tכk to wan singl kכmpawnd grup. apat frכm dat, mכst stכdi dεn yuz εksojen aplikεshכn fכ ET כ in prεkursכr כ difrεn inhibito dεm fכ stכdi di rεguleshכn fכ ET, bitwin dεn εksojen kεmikכl aplikεshכn dεm ya go prodyuz plεnti nכn spεsifi k sayd ifekt dεm. fכ wi no, dis stכdi de riprizent di fכs big-big sistεmatik egzamεn fכ di rol we ET de ple fכ di yus fכ ET fכ prodyuz εn si impεriεd transjεnik plant dεm fכ kכdכnayt plant mεtabolכm dinamik. hεbivכr-spεsifi k ET indukshכn kin כltεm mכdulet di mεtabolכm rεspכns. di mכst sכmtin na di transjεnik manipulεshכn fכ ET bayosεntesis (ACO) εn pεrsεpshכn (ETR1) jin dεm we rivεl di hεrbivכr-spεsifi k de novo akyumyuleshכn fכ fεnolamid dεm. i bin sho bifo se ET kin fayn-tyun JA-indyus nikotin akyumyuleshכn bay we i de rεgεl putrescine N-methyltransferase ( 49 ). כltu, frכm mεkanikal pכynt fכ si, i nכ klia aw ET de fayn-tכn di indukshכn fכ fεnamid. apat frכm di signal transdyushכn fכnshכn fכ ET, di mεtabolik fכlכ kin shunt bak to S-adenosyl-1-methionine fכ rεgεl di invεstmεnt insay polyaminophenol amides. S-adenosyl-1-methionine na ET εn Kכmכn intamεdiεt fכ polyamine bayosεntetik path. di mεkanism we ET signal de rεgεl di lεvεl fכ fεnolamid nid fכ stכdi mכr.
fכ lכng tεm, biכs fכ di big nכmba fכ spεshal mεtabolit dεm we dεn nכ no di strכkchכ, di intens atεnshכn to spεsifi k mεtabolik kεtכgrεf dεm nכ bin ebul fכ striktli ases di tεmporal chenj dεm fכ mεtabolik divεrsiti afta bayolojikal intarakshכn dεm. Naw, bays pan infכmeshכn tiori analisis, di men risכlt fכ MS/MS spεktrum akwyushכn bays pan unbiased mεtabolayt dεm na dat hεbivכr dεm we de it כ simul hεbivכr dεm de kכntinyu fכ ridyus di כvala mεtabolik divεrsiti fכ di lif mεtabolכm we i de inkrεs in digri fכ spεshal. dis tεmporari inkrεs pan mεtabolכm spεsifisiti we hεbivכr dεm kכz de כsכsiayt wit sinagεstik inkrεs pan transkriptom spεsifisiti. di fכm we de kכntribyut mכst to dis big mεtabolכm spεshalization (we gεt hכy Si valyu) na di spεshal mεtabolayt wit di hεbivכr fכnshכn we dεn bin kכl bifo. dis mכdel de kכnsist wit di prεdikshכn fכ OD tiori, bכt di prεdikshכn fכ MT we riliyt to di randomnes fכ mεtabolכm riprogramin nכ kכnsist. כltu, dis data de kכnsist bak wit di prεdikshכn fכ di miks mכdel (best MT; Figure 1B), biכs כda mεtabolayt dεm we nכ kכntribyut wit difεns fכnshכn dεm we dεn nכ no kin stil fala wan random Si distribushכn.
Wan notis patɛn we dis risach dɔn kapchɔ mɔ na dat frɔm di maykro-ɛvɔlɔshɔn lɛvɛl (singl plant ɛn tabak pɔpuleshɔn) to wan big ɛvolushɔn skel (klos rilayt tabak spɛshal), difrɛn lɛvɛl dɛn fɔ ɛvolushɔn ɔganayzeshɔn de na di “bɛst difɛns” Big difrɛns de pan di abiliti dɛm fɔ di herbivores. Moore ɛn ɔda pipul dɛn. (20) ɛn Kessler ɛn Kalske (1) indipɛndɛnt wan prɔpɔz fɔ kɔnvɔyt di tri fɛnshɔnal lɛvɛl dɛn fɔ di biodiversity we Whittaker (50) bin ɔrizinali difrɛns insay di kɔnstityushɔnal ɛn indyuz tɛmporal chenj dɛn fɔ kemikal divaysiti; dis awta dεm nכ sכmariz di prosidכs fכ big-skel mεtabolכm data kכlekt dεn tu nכ de autlayn aw fכ kכl mεtabolik divεrsiti frכm dεn data ya. Insay dis stכdi, sכm sכm ajɔstmεnt dεm to Whittaker in fכnshכnal klasifikasiכn go kכnsidrε α-mεtabolik divεrsiti as di divεrsiti fכ MS/MS spεktra insay wan givεn plant, εn β-mεtabolik divεrsiti as di bεsik intraspεsifi k mεtabolism fכ wan grup fכ populeshכn Space, εn γ-mεtabolik divεrsiti go bi εkstenshכn fכ di analisis fכ di sem kayn spεshal.
di JA signal implεnt fכ wan big rεnj כf hεbivכr mεtabolik rεspכns dεm. כltu, i nכ de fכ rigorous kwantiti tεst fכ di kכntribyushכn fכ intraspεsifi k rεguleshכn fכ JA bayosεntesis to mεtabolכm divεrsiti, εn if JA signal na jεnarכl sayt fכ strεs-indyus mεtabolik divεrsifεshכn pan hכy makroεvכlyushכnal skel stil elusive. Wi obsכv se di herbivorous nature fכ Nepenthes herbivorous indyuz mεtabolכm spεshalayzεshכn εn di vεryushכn fכ mεtabolכm spεshalization insay di populeshכn fכ Nicotiana spεshal εn bitwin klos rilayt Nicotiana spεs dεm na sistamatically positifu kכrεlat wit JA signal. apat frכm dat, we di JA signal de impεri, di mεtabolik spεsifisiti we wan singl jεnotayp hεrbivכr indyuz go kansel (Figure 3, C εn E). sins di mεtabolik spεktrum chenj dεm fכ di nεchכral attenuated Nepenthes populeshכn dεm na mכst kwantiti, di chenj dεm na di mεtabolik β divεrsiti εn spεsifisiti insay dis analisis kin bi bכku pan di strכng εksayzכn fכ di mεtabolit-rich kכmpawnd kεtכgכri dεm. dis kכmpawnd klas dεm de dכmin pat pan di mεtabolכm profayl εn de lid to positifu kכrεleshכn wit JA signal dεm.
biכs di bayokεmik mεkanism dεm fכ di tכbak spεshal we kכlכs rilayt to am rili difrεnt, di mεtabolit dεm dεn spεshal wan dεn de aydentify insay di kwalitatif aspek, so i de mכr analitik. di infכmeshכn tiori in prכsεsin fכ di mεtabolik profayl we dεn kapchכ de sho se hεbivכr indukshכn de εksayz di tred-כf bitwin mεtabolik gama divεrsiti εn spεshalization. Di JA signal de ple wan sɛntral rol insay dis tred-ɔf. di inkrεs pan mεtabolכm spεshalization de kכnsist wit di men OD prεdikshכn εn i pכsitiv kכrεlat wit JA signal, we JA signal nεgεtiv kכrεlat wit mεtabolik gama divεrsiti. Dis mכdel dεm de sho se di OD kapasiti fכ plant dεm de mεnli ditarmin bay di plastisiti fכ JA, weda pan maykro εvכlyushכnal skel כ pan big εvכlyushכnal skel. Eksojen JA aplikeshכn εkspεriεns dεm we de sכkכmvεnt JA bayosεntesis dεfεkt dεm de sho fכs se dεn kin difrεnt di tכbak spεs dεm we rili rilet to signal-rεspכnsiv εn signal-nכn-rεspכnsiv spεshal, jכs lεk dεn mכd fכ JA εn mεtabolכm plastisiti we hεbivכr dεm indyuz. signal nכn-rεspכnsiv spεshal dεm nכ kin rεspכnd biכs fכ dεn nכ ebul fכ prodyuz εndojεnik JA εn dat mek dεn de sכbjεkt to fysiolojikal limitεshכn. dis kin bi fכ mכtεshכn insay sכm kכl jin dεm na di JA signal path (AOS εn JAR4 in N. crescens) f. dis rizulεt de hεlayt se dεn intaspεshal makro εvכlyushכnal patεn dεm kin mεnli drεb bay chenj dεm na di intanεt כmon pεrsεpshכn εn rεspכns.
apat frכm di intarakshכn bitwin plant dεm εn hεbivכr dεm, di εksplכreshכn fכ mεtabolik divεrsiti de riliyt to כl di imכtant tiori advans dεm na di risεch fכ bayolojikal adapteshכn to di envayroment εn di εvכlyushכn fכ kכmpleks fεnotaypik trayt dεm. wit di inkrεs pan di amoun fכ di data we di mכdan MS instrכmεnt dεm gεt, di haypothεsis tεst pan mεtabolik divεrsiti kin naw transεnd individyual/kεtכri mεtabolit difrεns dεm εn du gכlכl analisis fכ rivεl patεn dεm we dεn nכ εkspεkt. Insay di prɔses fɔ big-big analisis, wan impɔtant mɛtafɔr na di aidia fɔ kɔnsɛpt map dɛn we gɛt minin we dɛn kin yuz fɔ fɛn di data. So, wan impɔtant rizɔlt fɔ di kɔrɛnt kɔmbaynshɔn fɔ unbiased MS/MS mɛtabɔlɔmiks ɛn infɔmeshɔn tiori na dat i de gi wan simpul mɛtrik we dɛn kin yuz fɔ kɔnstrɔk map fɔ browz di mɛtabolik difrɛns pan difrɛn taksonomi skel dɛn. Na di men tin we dɛn nid fɔ du fɔ dis we. Di stכdi כf maykro/makro εvכlyushכn εn kכmyuniti ikכlכji.
Na di makro-ɛvɔlɔshɔn lɛvɛl, di kɔr fɔ di plant-insɛkt kɔ-ɛvɔlɔshɔn tiori fɔ Ehrlich ɛn Raven (51) na fɔ prɛdikt se di vɛryushɔn pan intaspɛshal mɛtabolik difrɛns na di kɔz fɔ di difrɛns pan plant laynej. כltu, insay di fifti ia we dεn pכblish dis sεminal wok, dεn nכ bin tεst dis haypothεsis rεli (52). dis na big wan biכs fכ di faylojεnik kכntribyushכn dεm fכ kכmparabl mεtabolik kכntribyushכn dεm akrays lכng-distans plant layn dεm. Di rarity kin yuz fɔ ankɔ target analisis mɛtɔd dɛn. di kכrant MS/MS wokfכl we dεn prכsεs bay infכmeshכn tiori de kwantifay di MS/MS strכkchכral similitu fכ mεtabolit dεm we dεn nכ no (witout prior mεtabolayt sεlεkshכn) εn kכnvכlt dεn MS/MS dεm ya to wan sεt fכ MS/MS, so insay prכfεshכnal mεtabolism dεn kכmpεr dεn makro-εvכlyushכnal mכdel dεm ya insay klasification skel. Simpul statystik indikɛtɔ dɛn. di prכsεs sכm kayn we lεk faylojεnik analisis, we kin yuz sikεns alaynsmεnt fכ kwantifay di rεt fכ divεlכpmεnt כ kכrakt εvכlyushכn we nכ prεdikshכn bifo.
na di bayokεmik lεvεl, di skrεnin haypothεsis fכ Firn εn Jones (53) sho se mεtabolik divεrsiti de mεnten na difrεn lεvεl dεm fכ gi raw mεtirial fכ εksεrt di bayolojikal aktiviti dεm fכ mεtabolit dεm we nכ bin rilet כ ​​we dεn bin sכbstityuyt bifo. di infכmeshכn tiori mεtכd dεm de gi wan fכm we dεn mεtabolit-spεsifi k εvכlyushכnal transishכn dεm we de apin di tεm we mεtabolayt spεshalization kin kwantifay as pat pan di prכpos εvכlyushכn skrεnin prכsεs: bayolojikal aktv adapteshכn frכm lכw spεsifisiti to hכy spεsifisiti Inhibited mεtabolayt dεm fכ wan givεn envayroment.
Ɔl togɛda, insay di fɔs tɛm we di mɔlikul bayoloji bin de, dɛn bin de divɛlɔp impɔtant plant difɛns tiori dɛm, ɛn bɔku pipul dɛn kin tek diduktiv haypɔtɛsis-driven mɛtɔd dɛm as di wangren we fɔ mek sayɛns go bifo. dis kin bi fכ di tεknikal limitεshכn dεm fכ mכsu di כl mεtabolכm. Pan ɔl we di we dɛn we dɛn de yuz di haypɔtɛsis we dɛn de drɛb rili yusful fɔ pik ɔda kɔz mɛkanism dɛn, dɛn ebul fɔ advays wi ɔndastandin bɔt bayɔkemikal nɛtwɔk dɛn na mɔ limited pas di kɔmpyuta we dɛn de yuz naw na di kɔntempɔral data-intensif sayɛns. So, di tiori dεm we dεn nכ kin prεdikt de fa pas di sכkכp fכ di data we de, so dεn nכ kin abolish di haypothεtik fכmula/tεst saykl fכ prכgrεs na di risach fil (4). Wi de si se di kɔmpyuta wokflɔ fɔ mɛtabɔlɔmiks we dɛn introduks ya kin rikindle intres pan di risan (aw) ɛn fayn (wetin mek) kwɛshɔn dɛn bɔt mɛtabolik difrɛns, ɛn kɔntribyut to wan nyu ɛra fɔ tiorikali gayd data sayɛns. Di tɛm bin ri-ɛgzamin di impɔtant tiori dɛn we bin inspɛkt di jɛnɛreshɔn dɛn we bin dɔn pas.
Dairekt herbivore fidin de kכmכt bay we dεn de rayz wan sεkכn instar larva כ Sl larva pan wan singl Pale-kכla pitcha plant lif fכ wan singl ros blכm plant, wit 10 plant rεplikεt pan wan plant. Dɛn bin klem di insɛkt larva dɛn wit klem, ɛn dɛn bin gɛda di lif tisu we lɛf 24 ɛn 72 awa afta dɛn gɛt di sik ɛn dɛn bin frɔz dɛn kwik kwik wan, ɛn dɛn pul di mɛtabolayt dɛn.
Simulate herbivorous tritmɛnt insay wan we we rili sinkroniz. Di we aw dɛn de du am na fɔ yuz fabrik patɛn wil fɔ pank tri row dɛn we gɛt chukchuk na ɛni say na di midrib pan di tri lif dɛn we dɔn ful-ɔp wit di plant we di fabrik garland de gro, ɛn wantɛm wantɛm yu fɔ put 1:5 Diluted Ms. Ɔ yuz finga dɛn we gɛt glɔv fɔ put S1 OS insay di wund we dɛn pank. Avɛst ɛn prosɛs wan lif lɛk aw dɛn tɔk bɔt am ɔp. yuz di mεtכd we dεn bin dεskrεb bifo fכ pul praymar mεtabolit dεm εn plant כmon dεm (54).
Fכ εksojen JA aplikεshכn, dεn trit di tri petiol lif dεm fכ εvri wan pan di siks ros blכm plant dεm fכ εvri spεshal wit 20μl lanolin paste we gεt 150μg MeJA (Lan + MeJA), εn 20μl lanolin plus wund tritmεnt (Lan + W), כ yuz 20μl pure lanolin as kכntrכl. Dɛn bin avɛst di lif dɛn 72 awa afta dɛn dɔn trit dɛn, dɛn bin snap-frɔz dɛn insay likwid naytrɔjen, ɛn dɛn bin kip dɛn na -80°C te dɛn yuz dɛn.
fכ JA εn ET transjεnik layn dεm, we na irAOC (36), irCOI1 (55), irACO εn sETR1 (48), dεn bin aydentify insay wi risεch grup. irAOC strכng wan sho se di JA εn JA-Ile lεvεl dεn dכn dכn, we irCOI1 nכ bin sεnsitiv to JA dεm. We yu kɔmpia am wit EV, JA-Ile akyumyuleshɔn inkrisayz. semweso, irACO go ridyus di prodakshכn fכ ET, εn we yu kכmpεr wit EV, sETR1, we nכ sεnsitiv to ET, go inkrεs di prodakshכn fכ ET.
Wan fotoakostik laser spɛktromita (Sɛns Sɛns ETD-300 rial-taym ET sɛns) de yuz fɔ du ET mɛzhɔmɛnt nɔ-invasiv. Wantɛm afta dɛn dɔn trit am, dɛn kɔt af pan di lif dɛn ɛn transfa dɛn to 4-ml glas vayl we dɛn sial, ɛn dɛn alaw di edspɛs fɔ gɛda insay 5 awa. We dɛn bin de mɛzhɔ, dɛn bin flash ɛni vayl wit wan strim we gɛt 2 lita/awa klin ay fɔ 8 minit, we bin dɔn pas bifo tɛm tru wan katalis we Sɛns Sɛns bin gi fɔ pul CO2 ɛn wata.
Di maykro-ɛri data bin ɔrizinali pablish insay (35) ɛn dɛn bin sev am na di Nashɔnal Sɛnta fɔ Bayoteknɔlɔji Infɔmeshɔn (NCBI) Jin Ɛksprɛshɔn Kɔmprɛhɛnsif Database (akseshɔn nɔmba GSE30287). Di data we kɔrɛspɔnd to di lif dɛn we di W + OSMs tritmɛnt kɔz ɛn di kɔntrol we nɔ damej, dɛn pul am fɔ dis stɔdi. Di raw intensiti na log2. Bifo statystik analisis, di beslayn bin kɔnvɔyt ɛn nɔmal to in 75th pasɛntayl yuz di R softwea pakej.
Di ɔrijinal RNA sikwins (RNA-seq) data fɔ Nicotiana spɛshal dɛn bin kɔmɔt frɔm di NCBI Short Reading Archives (SRA), projɛkt nɔmba na PRJNA301787, we Zhou ɛn ɔda pipul dɛn bin ripɔt. (39) ɛn go bifo lɛk aw dɛn tɔk bɔt am na (56). Di raw data we W + W, W + OSM ɛn W + OSS1 we kɔrɛspɔnd to Nicotiana spɛshal dɛn bin prosɛs fɔ analayz insay dis stɔdi, ɛn dɛn bin prosɛs am dis we: Fɔs, dɛn kɔnvɔyt di raw RNA-seq ridin dɛn to FASTQ fɔmat. HISAT2 de kɔnvɔyt FASTQ to SAM, ɛn SAMtools de kɔnvɔyt SAM fayl dɛn to BAM fayl dɛn we dɛn dɔn sɔt. StringTie dεn de yuz fכ kכl jin εksprεshכn, εn in εksprεshכn mεtכd na fכ fragmεnt dεm pan tכzεn bays fragmεnt pan wan milyan sikεns transkripshכn fragmεnt dεm.
di Acclaim kromatografik kכlכm (150 mm x 2.1 mm; patikyula saiz 2.2μm) we dεn yuz fכ di analisis εn di 4 mm x 4 mm gad kכlכm kכnsis fכ di sem mεtirial. di fכlכw baynary grεdiεnt dεn yuz insay di Dionex UltiMate 3000 Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) sistεm: 0 to 0.5 minit, isokratik 90% A [diayכnayz wata, 0.1% (v/v) asetonitril εn 0.05% fכmik asid], 10% B (Acetonitrile εn 0.05% fכmik asid); 0.5 to 23.5 minit, di grεdiεnt fεz na 10% A εn 90% B, rispεktivli; 23.5 to 25 minit, isokratik 10% A ɛn 90% B. Di flɔ rit na 400μl/min. Fɔ ɔl di MS analisis dɛn, injɛkt di kɔlɔm eluɛnt insay wan kwadrupɔl ɛn tɛm-ɔf-flay (qTOF) analaiza we gɛt ilɛktrɔsprɛy sɔs we de wok insay pɔsitiv ayɔnizashɔn mɔd (kapilari vɔlɔt, 4500 V; kapilari ɔlt 130 V ; Dray tɛmpracha 200°C; drying ɛyaflɔ 10 lita/min).
fכ du MS / MS fragmεnt analisis (we dεn kכl am MS / MS) we nכ rilevεnt כ we nכ de difrεnt frכm di data fכ gεt strכkchכral infכmeshכn bכt di כvala dεtektabl mεtabolik profayl. di kכnsεpt fכ di indiskriminat MS/MS mεtכd de dip pan di fכt se di kwadrupol gεt wan vεri big mas ayzכlayshכn winda [so, kכnsidr כl di mas-to-chaj rεshכ (m/z) signal dεm as fragmεnt]. Fɔ dis rizin, bikɔs di Impact II inschrumɛnt nɔ bin ebul fɔ mek wan CE tilt, dɛn bin du sɔm indipɛndɛnt analisis dɛn we dɛn yuz inkris kɔlishin-indyuz dissosieshɔn kɔlishin ɛnaji (CE) valyu dɛn. In shot, fɔs analayz di sampul bay UHPLC-ilɛktrɔspray ayɔnizashɔn/qTOF-MS yuz singl mas spɛktrometri mod (lɔ fragmɛnt kɔndishɔn dɛn we dɛn jenarayz bay in-sɔs fragmɛnt), skan frɔm m/z 50 to 1500 pan wan ripitishɔn frikshɔn we na 5 Hz. Yuz naytrɔjen as di kɔlishin gas fɔ MS/MS analisis, ɛn du indipɛndɛnt mɛzhɔmɛnt na dɛn 4 difrɛn kɔlishin-indyuz dissociation vɔlɔt ya: 20, 30, 40, ɛn 50 eV. Tru di mεjכmεnt prכsεs, di kwadrupol gεt di big mכs ayzכlεshכn winda, frכm m/z 50 to 1500. We di fכnt bכdi m/z εn ayzכlεshכn wit εkspεriεns dεn set to 200, di mas rεnj de כtomatכk aktibכt bay di instrכmεnt in כpεrayshכn softwe εn 0 Da. Skan fɔ mas fragmɛnt dɛn lɛk insay singl mas mɔd. Yuz sɔdiɔm fɔmat (50 ml isopropanol, 200 μl fɔmik asid ɛn 1 ml 1M NaOH akyuɔs sɔlvushɔn) fɔ mas kalibreshɔn. Yuz Bruker in ay-prɛsishɔn kalibreshɔn algɔritm, di data fayl de kalibrayt afta dɛn dɔn rɔn di avɛrej spɛktrum insay wan givɛn tɛm piɔyud. Yuz di ɛkspɔt fɛnshɔn fɔ Data Analysis v4.0 softwe (Brook Dalton, Bremen, Germany) fɔ kɔnvɔyt di raw data fayl dɛn to NetCDF fɔmat. Di MS/MS data sɛt dɔn sev na di opin mɛtabolomiks database MetaboLights (www.ebi.ac.uk) wit di akses nɔmba. MTBLS1471.
MS/MS asembli kin riliys tru kɔrɛleshɔn analisis bitwin MS1 ​​ɛn MS/MS kwaliti signal fɔ lɔw ɛn ay kɔlishin ɛnaji ɛn nyu implimɛnt lɔ dɛn. Di R skript de yuz fɔ riliys di kɔrɛleshɔn analisis fɔ di distribyushɔn fɔ di prɛkursɔ to di prodak, ɛn di C# skript (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) de yuz fɔ impruv di lɔ dɛn.
Fɔ mek wi ebul fɔ ridyus di lay lay pɔzitiv mistek dɛn we bakgrɔn nɔys kin mek ɛn lay lay kɔrɛleshɔn we kin mek wi no sɔm m/z ficha dɛn na sɔm sampul dɛn nɔmɔ, wi de yuz di “filled peak” fɛnshɔn fɔ di R pakej XCMS (fɔ bakgrɔn nɔys kɔrɛkshɔn) Dɛn fɔ yuz am fɔ riples di “NA” (undetected peak) intensiti. We dɛn yuz di fil pik fɛnshɔn, bɔku “0′′ intensiti valyu dɛn stil de na di data sɛt we go afɛkt di kɔrɛleshɔn kɔlkyulɛshɔn.Dɔn, wi kɔmpia di data prɔsesin rizɔlt dɛn we wi gɛt we dɛn yuz di fil pik fɛnshɔn ɛn we dɛn nɔ yuz di fil pik fɛnshɔn, ɛn kɔl di bakgrɔn nɔys valyu bays pan di avɛrej kɔrɛkt ɛstimat valyu, dɔn wi riples dɛn 0 intensiti valyu ya wit di bakgrɔn valyu we dɛn kɔl dɛn bin jɔs de tek di tin dɛn we dɛn bin de tink bɔt we di pawa pas tri tɛm pas di valyu we dɛn bin gɛt na di bakgrɔn ɛn dɛn bin de si dɛn as “tru pik dɛn.” Fɔ PCC kɔlkyulɛshɔn, na di m/z signal dɛn nɔmɔ fɔ di sampul prɛkursɔ (MS1) ɛn fragmɛnt data sɛt dɛn wit at le et tru pik dɛn nɔmɔ dɛn kin tink bɔt.
If di intensiti fɔ di prɛkursɔ kwaliti ficha na di ɔl sampul gɛt signifyant kɔrɛlat wit di ridyus intɛnsity fɔ di sem kwaliti ficha we dɛn de sɔbjɛkt to lɔw ɔ ay kɔlishin ɛnaji, ɛn di ficha nɔ de lɛbl as aysɔtop pik bay CAMERA, dɛn kin difayn am mɔ. Dɔn, bay we dɛn kɔl ɔl di pɔsibul prɛkursɔ-prɔdakt pe dɛn insay 3 s (di ɛstimat ritɛnshɔn tɛm winda fɔ pik ritɛnshɔn), dɛn de du di kɔrɛleshɔn analisis. Na we di m/z valyu smɔl pas di prɛkursɔ valyu ɛn MS/MS fragmɛnt de apin na di sem sampul ples na di data sɛt we di prɛkursɔ we dɛn pul am frɔm, na in dɛn kin tek am as fragmɛnt.
Bays pan dɛn tu simpul lɔ ya, wi nɔ de put di spɛsifikɛd fragmɛnt dɛn wit m/z valyu dɛn we big pas di m/z fɔ di prɛkursɔ we dɛn aydentify, ɛn bays pan di sampul pozishɔn usay di prɛkursɔ de apia ɛn di spɛsifikɛd fragmɛnt. I posibul bak fכ sεlekt di kwaliti fכm dεm we plεnti in-sכs fragmεnt dεm we dεn jεnarεt insay MS1 mכd as kandidet prεkursכr, we de jεnarεt ridandant MS/MS kכmpawnd dεm. Fɔ mek wi ebul fɔ ridyus dis data ridandans, if di NDP similitu fɔ di spɛktra pas 0.6, ɛn dɛn de pan di kromatogram “pcgroup” we CAMERA dɔn anɔtayt, wi go jɔyn dɛn. Fɔ dɔn, wi jɔyn ɔl di 4 CE rizɔlt dɛn we gɛt fɔ du wit di prɛkursɔ ɛn fragmɛnt dɛn insay di fayn dikɔnvɔlɔt kɔmpɔzit spɛktrum bay we wi pik di ays intensiti pik bitwin ɔl di kandidet pik dɛn wit di sem m/z valyu na difrɛn kɔlishin ɛnaji dɛn. Di sכbsεkshכn prכsεsin stεp dεm de bays pan di kכnsεpt fכ kכmכpכsit spεktrum εn tek in kכnt di difrεnt CE kכndishכn dεm we nid fכ maksimayz di prכbabiliti fכ fragmεnt, biכs sכm fragmεnt dεm kin כnli dεtekt כnda wan spεsifi k kכlishכn εnεji.
RDPI (30) wεn yuz fכ kכl di indusibiliti כf di mεtabolik prכfayl. di mεtabolik spεktrum divεrsiti (Hj indeks) kכmכt frכm di bכku MS/MS prεkursכr dεm we de yuz di Shannon εntropi fכ di MS/MS frikכnshכn distribushכn we de yuz di fכlכw ikwyushכn we Martínez et al. (8). Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) usay Pij kɔrɛspɔnd to di rilitiv frikshɔn fɔ di i-th MS/MS insay di j-th sampul (j = 1, 2,..., m) (i = 1, 2, ..., m) t).
mεtabolik spεsifisiti (Si indeks) dεn dεfεn am as di εksprεshכn aydentiti fכ wan givεn MS/MS in rilayshכn to di frεkwεns bitwin di sεmpl dεm we dεn de kכnsidrε. MS/MS spεsifisiti de kכlkul as Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi) .
Yuz di fכmula we de kam biεn fכ mεzj di mεtabolכm-spεsifi k δj indeks fכ εvri j sεmpl, εn di avεrej כf MS/MS spεsifisiti δj = ∑i = 1mPijSi
MS/MS spɛktra dɛn alaynɛd ​​insay tu tu, ɛn dɛn kɔl di similitu bays pan di tu skɔ dɛn. Fɔs, yuz standad NDP (we dɛn kin kɔl bak kɔsin kɔrɛleshɔn mɛtɔd), yuz di ikwɛshɔn we de kam biɛn fɔ skor di sɛgmɛnt similitu bitwin spɛktra NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 usay S1 ɛn S2 Kɔrɛspɔndɛns, fɔ spɛktrum 1 ɛn spɛktrum 2, ɛn bak WS1, i ɛn WS2, i riprizent di wet bays pan di pik intensiti se di difrεns fכ di i-th kכmכn pik bitwin di tu spεktra dεm less dan 0.01 Da. Dɛn kɔl di wet lɛk dis: W = [pik intɛnsity] m [kwaliti] n, m = 0.5, n = 2, as MassBank tɔk.
Wan sɛkɔn skɔring we dɛn bin impruv, we involv fɔ analayz di shered NL bitwin MS/MS. Fɔ dis, wi yuz di 52 NL list dɛn we dɛn kin mit bɔku tɛm di tɛm we di MS fragmɛnt prɔses in tandem, ɛn di mɔ spɛsifi k NL (data fayl S1) we dɛn bin dɔn anɔtayt bifo fɔ di MS/MS spɛktrum fɔ di sɛkɔndari mɛtabolayt dɛn fɔ di wik Nepenthes spɛshal ( 9, 26). Krio baynary vektɔ we gɛt 1 ɛn 0 fɔ ɛni MS/MS, we kɔrɛspɔnd to di kɔrɛnt ɛn nɔ-ɛgzistens fɔ sɔm NL rispɛktvɔli. Bays pan di Yuklidian distans similitu, di NL similitu skכl dεn kכl fכ εvri pe baynary NL vεktכr.
Fɔ du dual klasta, wi yuz di R pakej DiffCoEx, we biys pan wan ɛkstenshɔn fɔ Weighted Gene Co-expression Analysis (WGCNA). Yuz di NDP ɛn NL skɔring matris dɛn fɔ MS/MS spɛktra, wi yuz DiffCoEx fɔ kɔl di kɔmparativ kɔrɛleshɔn matris. Baynary clustering de du bay we dɛn sɛt di “cutreeDynamic” paramita to method = “hybrid”, cutHeight = 0.9999, deepSplit = T, ɛn minClusterSize = 10. Dɛn bin dawnlod di R sɔs kɔd fɔ DiffCoEx frɔm ɔda fayl 1 we Tesson ɛn ɔda pipul dɛn bin du. (57) ɛn; Yu kin fɛn di R WGCNA softwea pakej we yu nid na https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA.
Fɔ mek wi ebul fɔ du MS/MS mɔlikul nɛtwɔk analisis, wi kɔlkul pe spɛktral kɔnɛktiviti bays pan NDP ɛn NL similitu tayp, ɛn yuz Saytoskɛp sɔftwɛl fɔ si nɛtwɔk tɔpɔlɔji yuz ɔrganik layout insay di CyFilescape yFiles layout algɔrithm ɛkstenshɔn aplikeshɔn.
Yuz R vɛshɔn 3.0.1 fɔ du statystik analisis pan di data. Statistikal signifyans bin ases yuz tu-way analisis ɔf varyans (ANOVA), we dɛn fala wit Tukey in ɔnɛs sifyukɛnt difrɛns (HSD) post-hoc tɛst. Fɔ mek dɛn ebul fɔ analayz di difrɛns bitwin di herbivorous tritmɛnt ɛn di kɔntrol, dɛn bin analayz di tu-tɛl distribyushɔn fɔ di tu grup dɛn we gɛt di sem varyans bay we dɛn yuz Student’s t tɛst.
Fɔ sɔpɔt ɔda tin dɛn fɔ dis atikul, duya luk http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1
Dis na opin akses atikul we dɛn sheb ɔnda di tin dɛn we de na di Krio Kɔmɔns Atribiushɔn-Nɔn-Kɔmɛshɔn Laysens, we de alaw fɔ yuz, sheb ɛn riprodyuz insay ɛni mɛdiɔm, as lɔng as di las yus nɔto fɔ kɔmɛshɔn bɛnifit ɛn di prɛmis na se di ɔrijinal wok kɔrɛkt. Tɔk bɔt.
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Infכmeshכn tiori de gi wan yunivasal kכrεnsi fכ di kכmpεreshכn fכ spεshal mεtabolכm dεm εn di prεdikshכn fכ tεst difεns tiori dεm.
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©2021 Amɛrikan Asɛmbli fɔ di Advansmɛnt fɔ Sayns. ɔl di rayt dɛn de fɔ am. AAAS na patna fɔ HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, KLOKSS, KrosRɛf ɛn KƆNTA. SaynsAdvans ISSN 2375-2548.