آنالیز مقایسه ای متابولیت های اولیه به منظور شناسایی شبکه های متابولیکی تنظیمی درگیر در تشکیل رنگ آبی در گیاه هیدرانژیا ماکروفیلا

گیاه ادریسی (hydrangea macrophylla) گیاهی است که رنگ گل‌های آن در حضور آلومینیوم از صورتی به آبی تغییر می‌کند. از این رو می‌تواند به عنوان یک گیاه مدل برای شناسایی شبکه‌های متابولیکی درگیر در تشکیل رنگ آبی مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق آنالیز پروفایل متابولیت‌ها با استفاده از کروماتوگرافی یونی جفت شده با اسپکترومتری جرمی (icms/ms) و کروماتوگرافی مایع در فشار بالا (uplc) به منظور بررسی شبکه‌های تنظیمی بین متابولیت‌ها در زمان تغییر رنگ گل از صورتی به آبی، در حضور و عدم حضور آلومینیوم، در گیاه h. macrophylla انجام شد. تعیین پروفایل متابولیت‌ها منجر به به شناسایی 35 نوع متابولیت شامل 2 قند محلول، 4 قندفسفات، 2 قند نوکلئوتیده، 4 اسید آلی، 4 نوکلئوتید و 17 آمینواسید شد. همچنین یک تغییر هماهنگ در متابولیت های گلیگولیز یافت شد که نشانگر تغییر در شار متابولیت ها در یک مسیر بیوشمیایی در زمان تغییر رنگ بود. همچنین یک همبستگی بالا بین ترکیبات نیتروژن‌دار از قبیل گلوتامین، آسپارتات، گلوتامات، گلایسین و ترئونین وجود داشت که بیانگر نقش مهم متابولیسم نیتروژن در تشکیل رنگ آبی است. این یافته‌ها مطالعات جامع بر روی شبکه‌های تنظیمی تغییر رنگ در گل h. macrophylla را تسهیل خواهد کرد.

Comparative analysis of primary metabolites to identify regulatory metabolic networks involved in blue color formation in Hydrangea macrophylla

Hydrangea macrophylla is a plant that its blooms turn from pink to blue in the presence of aluminum (Al) and thereby could be considered as a model plant for studying blue color formation. In this study, the metabolite profiling analysis has been performed using ion chromatography coupled to mass spectrometry (ICMS/MS) and Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) to investigate the regulatory connected network among metabolites during color turning from pink to blue in full bloom of H. macrophylla in the presence and absence of aluminum. The metabolite profiles resulted in identification of 35 metabolites including two soluble sugars, six sugar phosphates, two sugar nucleotides, four organic acids, four nucleotides and 17 amino acids. Further, a coordinated change was found in glycolytic metabolites showing changes in flux through a pathway during color formation. Moreover, there was a strong correlation among nitrogenous compounds including glutamine, aspartate, glutamate, glycine and threonine indicating the important role of nitrogen metabolism during blue color formation. These findings will facilitate comprehensive research on the regulatory networks of color change in full bloom in H. macrophylla.