Mетаболомный подход к оценке сортовой специфичности семян Brassica napus L.

Современные молекулярно-биологические исследования характеризуются применением совокупности методологических платформ, позволяющих изучать организмы как на геномном
и протеомном уровнях, так и на уровне метаболомов. Однако для обоснования возможности применения метаболомного анализа в селекции необходимо проведение исследований на широком спектре видов и сортов растений. В данной работе с использованием метода газовой хроматографии, сопряженной с масс-спектрометрией, проведена оценка содержания низкомолекулярных метаболитов в семенах разных сортов рапса, которые относились к одной репродукции.
В каждом метаболическом профиле было аннотировано по 168 соединений, из которых 52 идентифицировано. Идентифицированные соединения включали аминокислоты, органические и жирные кислоты, токоферолы, фитостеролы. Обработка полученных данных осуществлялась методами мультивариантной статистики: методом главных компонент (МГК), методом дискриминантного анализа проекций на латентные структуры (ПЛС-ДА) и методом множественного регрессионного анализа проекций на латентные структуры. Созданные МГК и ПЛС-ДА модели демонстрировали достоверные различия между метаболомами исследованных сортов рапса. Наиболее значимый вклад в формирование моделей вносили аминокислоты и органические кислоты. Суммарный процент объясненной информации для МГК и ПЛС-ДА моделей составил в среднем 65 %. Достоверность ПЛС-ДА модели, согласно перекрестной проверке по методу «венецианские жалюзи», составила 91,67 %. Таким образом, показано, что метаболомный подход может служить эффективным инструментом для идентификации сортовой принадлежности семян. Необходимым условием при этом является создание постоянно обновляемой базы метаболомных профилей, характерных для конкретных сортов. Применение дискриминантного анализа проекций на латентные структуры позволит сравнивать метаболомы неизвестных образцов семян с имеющимися в базе данных метаболомными профилями и на этой основе классифицировать новые образцы семян.