Quantitative 1H NMR metabolomics reveals extensive metabolic reprogramming of primary and secondary metabolism in elicitor-treated opium poppy cell cultures
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Opium poppy (Papaver somniferum) produces a diverse array of bioactive benzylisoquinoline alkaloids and has emerged as a model system to study plant alkaloid metabolism. The plant is cultivated as the only commercial source of the narcotic analgesics morphine and codeine, but also produces many other alkaloids including the antimicrobial agent sanguinarine. Modulations in plant secondary metabolism as a result of environmental perturbations are often associated with the altered regulation of other metabolic pathways. As a key component of our functional genomics platform for opium poppy we have used proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) metabolomics to investigate the interplay between primary and secondary metabolism in cultured opium poppy cells treated with a fungal elicitor. RESULTS: Metabolite fingerprinting and compound-specific profiling showed the extensive reprogramming of primary metabolic pathways in association with the induction of alkaloid biosynthesis in response to elicitor treatment. Using Chenomx NMR Suite v. 4.6, a software package capable of identifying and quantifying individual compounds based on their respective signature spectra, the levels of 42 diverse metabolites were monitored over a 100-hour time course in control and elicitor-treated opium poppy cell cultures. Overall, detectable and dynamic changes in the metabolome of elicitor-treated cells, especially in cellular pools of carbohydrates, organic acids and non-protein amino acids were detected within 5 hours after elicitor treatment. The metabolome of control cultures also showed substantial modulations 80 hours after the start of the time course, particularly in the levels of amino acids and phospholipid pathway intermediates. Specific flux modulations were detected throughout primary metabolism, including glycolysis, the tricarboxylic acid cycle, nitrogen assimilation, phospholipid/fatty acid synthesis and the shikimate pathway, all of which generate secondary metabolic precursors. CONCLUSION: The response of cell cultures to elicitor treatment involves the extensive reprogramming of primary and secondary metabolism, and associated cofactor biosynthetic pathways. A high-resolution map of the extensive reprogramming of primary and secondary metabolism in elicitor-treated opium poppy cell cultures is provided.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».