综述质谱在研究植物次级代谢产物研究进展

    2021年3月29日， Annual Review of Plant Biology杂志在线发表了来自德国马克思普朗克化学生态所Dapeng Li 及法国斯特拉斯堡大学Emmanuel Gaquerel教授标题为“Next-Generation Mass Spectrometry Metabolomics Revives the Functional Analysis of Plant Metabolic Diversity”的综述文章，系统地介绍了近年来植物次级代谢产物的多样性及基于质谱的代谢组学在研究植物次级代谢产物中的应用，并总结了非靶标代谢组学的发展、研究方法及研究现状。

    最后，作者简要介绍了下一代结构代谢组学及计算代谢组学技术将如何加速植物学领域中对结构复杂多样的次级代谢产物及相关植物防御理论的相关研究。

    Summary points：1，植物能产生复杂多样的次级代谢产物，这种多样性可以在不同的维度进行解析，例如一种植物的不同组织间，植物群体的个体之间以及不同植物物种之间等。

    次级代谢产物的多样性是植物适应复杂环境变化的重要载体，然而，对这些复杂多样的次级代谢产物的分析非常具有挑战性。

    2，在过去的几十年里，对植物次级代谢产物的研究凝练了大量的理论基础来解释植物代谢产物的多样性，然而，这些重要的理论基础缺乏大规模代谢物分析的实验数据支撑。

    3，基于质谱的下一代非靶标代谢组学是结合高通量数据采集和数据分析以及大规模二级质谱去卷积和结构解析的分析方法，该方法能够让我们从传统的单一化合物分析方式转变为对植物整体代谢组的全局分析。

    4，相比较于基因组学领域的成功，植物代谢组学领域还处于初始阶段。

    公共化的质谱数据分享、分析以及生物信息学方法的建立将极大地推动代谢组学数据的解析能力及该领域的发展，同时也将激励植物学领域更多的对植物所产生的结构多样性的化合物的研究兴趣。

    5，下一代测序技术彻底改变了生物学领域的研究维度，与之相对应的下一代代谢组学技术所带来的代谢大数据时代也将前所未有地改变植物领域对复杂多样的次级代谢产物的研究方法和认知。

    我们建议充分结合下一代代谢组学和统计学方法比较分析植物代谢组，在整体代谢组维度上重新解析植物代谢物多样性重要理论。

    6，随着代谢组学所带来的质谱大数据爆发，未来一个令人激动的挑战是需要深度融合植物博物学驱动的研究方式和植物代谢组学大数据挖掘， 以便能构建出一个完整的代谢物多样性谱图和理论体系。