వివిధ మొక్కల రక్షణ సిద్ధాంతాలు, మొక్కల ప్రత్యేక జీవక్రియల నమూనాలను వివరించడానికి ముఖ్యమైన సైద్ధాంతిక మార్గదర్శకత్వాన్ని అందిస్తాయి, కానీ వాటి కీలక అంచనాలు ఇంకా పరీక్షించబడలేదు. ఇక్కడ, మేము వ్యక్తిగత మొక్కల నుండి జనాభా మరియు దగ్గరి సంబంధం ఉన్న జాతుల వరకు, పొగాకు బలహీనపరచబడిన జాతుల జీవక్రియా సముదాయాన్ని (మెటాబోలోమ్‌ను) క్రమపద్ధతిలో అన్వేషించడానికి నిష్పాక్షిక టాండెమ్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ (MS/MS) విశ్లేషణను ఉపయోగించాము. మరియు ఆప్టిమల్ డిఫెన్స్ (OD) మరియు మూవింగ్ టార్గెట్ (MT) సిద్ధాంతాల కీలక అంచనాలను పరీక్షించడానికి, ఈ సమాచారంలోని సమ్మేళన వర్ణపటాల ఆధారంగా పెద్ద సంఖ్యలో మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రిక్ ఫీచర్ సిద్ధాంతాల ఫ్రేమ్‌వర్క్‌ను ప్రాసెస్ చేశాము. మొక్కల మెటాబోలోమిక్స్‌లోని సమాచార భాగం OD సిద్ధాంతంతో స్థిరంగా ఉంది, కానీ శాకాహారుల వల్ల కలిగే మెటాబోలోమిక్స్ గతిశీలతపై MT సిద్ధాంతం యొక్క ప్రధాన అంచనకు విరుద్ధంగా ఉంది. సూక్ష్మం నుండి స్థూల పరిణామ స్థాయి వరకు, జాస్మోనేట్ సిగ్నల్ OD యొక్క ప్రధాన నిర్ణాయకంగా గుర్తించబడింది, అయితే ఇథిలీన్ సిగ్నల్, MS/MS మాలిక్యులర్ నెట్‌వర్క్ ద్వారా వివరించబడిన శాకాహారుల-నిర్దిష్ట ప్రతిస్పందనను సూక్ష్మంగా సర్దుబాటు చేసింది.
విభిన్న నిర్మాణాలతో కూడిన ప్రత్యేక జీవక్రియా ఉత్పన్నాలు మొక్కలు పర్యావరణానికి అనుగుణంగా మారడంలో, ముఖ్యంగా శత్రువుల నుండి రక్షణ పొందడంలో ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయి (1). మొక్కలలో కనిపించే ప్రత్యేక జీవక్రియ యొక్క అద్భుతమైన వైవిధ్యం, దాని అనేక పర్యావరణ విధులకు సంబంధించిన అంశాలపై దశాబ్దాల లోతైన పరిశోధనను ప్రేరేపించింది మరియు మొక్క-కీటకాల పరస్పర చర్యల యొక్క పరిణామ మరియు పర్యావరణ అభివృద్ధి అయిన మొక్కల రక్షణ సిద్ధాంతాల యొక్క సుదీర్ఘ జాబితాను రూపొందించింది. అనుభావిక పరిశోధన ముఖ్యమైన మార్గదర్శకత్వాన్ని అందిస్తుంది (2). అయితే, ఈ మొక్కల రక్షణ సిద్ధాంతాలు ఊహాత్మక నిగమన తార్కిక పద్ధతిని అనుసరించలేదు, దీనిలో కీలక అంచనాలు ఒకే విశ్లేషణ స్థాయిలో ఉన్నాయి (3) మరియు సైద్ధాంతిక అభివృద్ధి యొక్క తదుపరి దశను ముందుకు తీసుకెళ్లడానికి ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించబడ్డాయి (4). సాంకేతిక పరిమితులు డేటా సేకరణను నిర్దిష్ట జీవక్రియ వర్గాలకు పరిమితం చేస్తాయి మరియు ప్రత్యేక జీవక్రియా ఉత్పన్నాల సమగ్ర విశ్లేషణను మినహాయిస్తాయి, తద్వారా సైద్ధాంతిక అభివృద్ధికి అవసరమైన వర్గాల మధ్య పోలికలను నిరోధిస్తాయి (5). సమగ్ర జీవక్రియా శాస్త్ర డేటా లేకపోవడం మరియు వివిధ మొక్కల సమూహాల మధ్య జీవక్రియా స్థలం యొక్క ప్రాసెసింగ్ కార్యప్రవాహాన్ని పోల్చడానికి ఒక ఉమ్మడి సాధనం లేకపోవడం ఈ రంగం యొక్క శాస్త్రీయ పరిపక్వతకు ఆటంకం కలిగిస్తుంది.
టాండెమ్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ (MS/MS) మెటాబోలోమిక్స్ రంగంలోని తాజా పరిణామాలు, ఒక నిర్దిష్ట సిస్టమ్ క్లేడ్‌లోని జాతుల లోపల మరియు వాటి మధ్య జరిగే జీవక్రియ మార్పులను సమగ్రంగా వర్గీకరించగలవు, మరియు ఈ సంక్లిష్ట మిశ్రమాల మధ్య నిర్మాణ సారూప్యతను లెక్కించడానికి గణన పద్ధతులతో కలపవచ్చు. రసాయన శాస్త్రంలో పూర్వజ్ఞానం (5). విశ్లేషణ మరియు కంప్యూటింగ్‌లో అధునాతన సాంకేతికతల కలయిక, జీవక్రియ వైవిధ్యం యొక్క పర్యావరణ మరియు పరిణామ సిద్ధాంతాల ద్వారా చేయబడిన అనేక అంచనాల దీర్ఘకాలిక పరీక్షకు అవసరమైన చట్రాన్ని అందిస్తుంది. షానన్ (6) 1948లో తన ప్రధాన వ్యాసంలో మొదటిసారిగా సమాచార సిద్ధాంతాన్ని పరిచయం చేశారు, ఇది సమాచారం యొక్క గణిత విశ్లేషణకు పునాది వేసింది, దీనిని దాని అసలు అనువర్తనం కాకుండా అనేక ఇతర రంగాలలో ఉపయోగించారు. జీనోమిక్స్‌లో, సీక్వెన్స్ కన్జర్వేటివ్ సమాచారాన్ని పరిమాణీకరించడానికి సమాచార సిద్ధాంతం విజయవంతంగా వర్తింపజేయబడింది (7). ట్రాన్స్క్రిప్టోమిక్స్ పరిశోధనలో, సమాచార సిద్ధాంతం ట్రాన్స్క్రిప్టోమ్‌లోని మొత్తం మార్పులను విశ్లేషిస్తుంది (8). మునుపటి పరిశోధనలో, మొక్కలలో కణజాల స్థాయిలో జీవక్రియ నైపుణ్యాన్ని వివరించడానికి మేము మెటాబోలోమిక్స్‌కు సమాచార సిద్ధాంతం యొక్క గణాంక చట్రాన్ని వర్తింపజేసాము (9). ఇక్కడ, శాకాహారులచే ప్రేరేపించబడిన మెటబోలోమ్ యొక్క మొక్కల రక్షణ సిద్ధాంతం యొక్క కీలక అంచనాలను పోల్చడానికి, మేము MS/MS-ఆధారిత వర్క్‌ఫ్లోను, సాధారణ కరెన్సీలోని జీవక్రియ వైవిధ్యం ద్వారా వర్గీకరించబడిన సమాచార సిద్ధాంతం యొక్క గణాంక ఫ్రేమ్‌వర్క్‌తో మిళితం చేస్తాము.
మొక్కల రక్షణ యొక్క సైద్ధాంతిక చట్రాలు సాధారణంగా పరస్పరం కలుపుకొని ఉంటాయి మరియు వాటిని రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: ఒకటి ఆప్టిమల్ డిఫెన్స్ (OD) (10), మూవింగ్ టార్గెట్ (MT) (11) మరియు అపియరెన్స్ (12) సిద్ధాంతం వంటి రక్షణ విధులను బట్టి మొక్క-నిర్దిష్ట జీవక్రియల పంపిణీని వివరించడానికి ప్రయత్నించేవి, అయితే మరికొన్ని వనరుల లభ్యతలో మార్పులు మొక్కల పెరుగుదలను మరియు కార్బన్ వంటి ప్రత్యేక జీవక్రియల సంచయనాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయో యాంత్రిక వివరణలను కోరుకుంటాయి: న్యూట్రియెంట్ బ్యాలెన్స్ హైపోథసిస్ (13), గ్రోత్ రేట్ హైపోథసిస్ (14), మరియు గ్రోత్ అండ్ డిఫరెన్సియేషన్ ఈక్విలిబ్రియం హైపోథసిస్ (15). ఈ రెండు సిద్ధాంతాల సమూహాలు వేర్వేరు విశ్లేషణ స్థాయిలలో ఉన్నాయి (4). అయితే, క్రియాత్మక స్థాయిలో రక్షణ విధులను కలిగి ఉన్న రెండు సిద్ధాంతాలు మొక్కల రాజ్యాంగ మరియు ప్రేరేపిత రక్షణల గురించిన చర్చలో ఆధిపత్యం చెలాయిస్తాయి: OD సిద్ధాంతం, ఇది మొక్కలు తమ ఖరీదైన రసాయన రక్షణలలో అవసరమైనప్పుడు మాత్రమే పెట్టుబడి పెడతాయని ఊహిస్తుంది, ఉదాహరణకు, వాటిని తిన్నప్పుడు ఒక గడ్డి జంతువు దాడి చేసినప్పుడు, అందువల్ల, భవిష్యత్ దాడి యొక్క సంభావ్యత ప్రకారం, రక్షణ విధితో కూడిన సమ్మేళనం కేటాయించబడుతుంది (10); MT పరికల్పన ప్రకారం, దిశాత్మక మెటబొలైట్ మార్పుకు అక్షం లేదు, కానీ మెటబొలైట్ యాదృచ్ఛికంగా మారుతుంది, తద్వారా దాడి చేసే శాకాహారుల జీవక్రియ "చలన లక్ష్యాన్ని" అడ్డుకునే అవకాశం ఏర్పడుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఈ రెండు సిద్ధాంతాలు శాకాహారుల దాడి తర్వాత జరిగే జీవక్రియ పునర్నిర్మాణం గురించి వ్యతిరేక అంచనాలను చేస్తాయి: రక్షణాత్మక పనితీరు (OD)తో మెటబొలైట్ల ఏకదిశాత్మక సంచయనం మరియు నిర్దేశించబడని జీవక్రియ మార్పుల (MT) మధ్య సంబంధం (11).
OD మరియు MT పరికల్పనలు మెటబోలోమ్‌లో ప్రేరేపిత మార్పులను మాత్రమే కాకుండా, ఈ జీవక్రియల సంచయం యొక్క పర్యావరణ మరియు పరిణామ పరిణామాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి, ఉదాహరణకు ఒక నిర్దిష్ట పర్యావరణంలో ఈ జీవక్రియ మార్పుల యొక్క అనుకూల ఖర్చులు మరియు ప్రయోజనాలు (16). రెండు పరికల్పనలు ప్రత్యేకమైన జీవక్రియల యొక్క రక్షణాత్మక విధిని గుర్తించినప్పటికీ, అది ఖరీదైనది కావచ్చు లేదా కాకపోవచ్చు, OD మరియు MT పరికల్పనలను వేరుచేసే కీలకమైన అంచనా ప్రేరేపిత జీవక్రియ మార్పుల దిశలో ఉంది. ఇప్పటివరకు OD సిద్ధాంతం యొక్క అంచనా అత్యధిక ప్రయోగాత్మక దృష్టిని ఆకర్షించింది. ఈ పరీక్షలలో గ్రీన్‌హౌస్‌లు మరియు సహజ పరిస్థితులలో నిర్దిష్ట సమ్మేళనాల యొక్క వివిధ కణజాలాల ప్రత్యక్ష లేదా పరోక్ష రక్షణ విధులను అధ్యయనం చేయడం, అలాగే మొక్కల అభివృద్ధి దశలో మార్పులు ఉన్నాయి (17-19). అయితే, ఇప్పటివరకు, ఏదైనా జీవి యొక్క జీవక్రియ వైవిధ్యం యొక్క ప్రపంచవ్యాప్త సమగ్ర విశ్లేషణ కోసం ఒక వర్క్‌ఫ్లో మరియు గణాంక ఫ్రేమ్‌వర్క్ లేకపోవడం వల్ల, రెండు సిద్ధాంతాల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాస అంచనా (అంటే, జీవక్రియ మార్పుల దిశ) ఇంకా పరీక్షించబడలేదు. ఇక్కడ, మేము అటువంటి విశ్లేషణను అందిస్తున్నాము.
మొక్కలకు ప్రత్యేకమైన జీవక్రియల యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన లక్షణాలలో ఒకటి, ఒకే మొక్కల నుండి, జనాభా నుండి సారూప్య జాతుల వరకు అన్ని స్థాయిలలో వాటి విపరీతమైన నిర్మాణ వైవిధ్యం (20). జనాభా స్థాయిలో ప్రత్యేక జీవక్రియలలో అనేక పరిమాణాత్మక మార్పులను గమనించవచ్చు, అయితే బలమైన గుణాత్మక వ్యత్యాసాలు సాధారణంగా జాతుల స్థాయిలో కొనసాగుతాయి (20). అందువల్ల, మొక్కల జీవక్రియ వైవిధ్యం క్రియాత్మక వైవిధ్యం యొక్క ప్రధాన అంశం, ఇది విభిన్న సముచిత స్థానాలకు, ముఖ్యంగా ప్రత్యేక కీటకాలు మరియు సాధారణ శాకాహారుల ద్వారా విభిన్న దాడి అవకాశాలు ఉన్న సముచిత స్థానాలకు అనుగుణంగా ఉండే సామర్థ్యాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది (21). మొక్కలకు ప్రత్యేకమైన జీవక్రియల ఉనికికి గల కారణాలపై ఫ్రాంకెల్ (22) యొక్క సంచలనాత్మక వ్యాసం నుండి, వివిధ కీటకాలతో పరస్పర చర్యలు ముఖ్యమైన ఎంపిక ఒత్తిళ్లుగా పరిగణించబడ్డాయి మరియు ఈ పరస్పర చర్యలు పరిణామ క్రమంలో మొక్కలను తీర్చిదిద్దాయని నమ్ముతారు. జీవక్రియ మార్గం (23). ప్రత్యేక జీవక్రియల వైవిధ్యంలో జాతుల మధ్య వ్యత్యాసాలు శాకాహార వ్యూహాలకు వ్యతిరేకంగా మొక్కల యొక్క రాజ్యాంగ మరియు ప్రేరేపిత రక్షణతో సంబంధం ఉన్న శారీరక సమతుల్యతను కూడా ప్రతిబింబిస్తాయి, ఎందుకంటే రెండు జాతులు తరచుగా ఒకదానికొకటి ప్రతికూలంగా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి (24). అన్ని సమయాల్లో మంచి రక్షణను కొనసాగించడం ప్రయోజనకరంగా ఉన్నప్పటికీ, రక్షణకు సంబంధించిన సకాలంలో జరిగే జీవక్రియ మార్పులు, మొక్కలు తమ విలువైన వనరులను ఇతర శారీరక పెట్టుబడులకు కేటాయించడానికి (19, 24) మరియు సహజీవనం అవసరాన్ని నివారించడానికి స్పష్టమైన ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి. అనుషంగిక నష్టం (25). అదనంగా, కీటక శాకాహారుల వల్ల కలిగే ప్రత్యేక జీవక్రియల యొక్క ఈ పునర్వ్యవస్థీకరణలు జనాభాలో వినాశకరమైన పంపిణీకి దారితీయవచ్చు (26), మరియు జనాభాలో కొనసాగగల జాస్మోనిక్ ఆమ్లం (JA) సంకేతంలో గణనీయమైన సహజ మార్పుల యొక్క ప్రత్యక్ష రీడింగ్‌లను ప్రతిబింబించవచ్చు. అధిక మరియు తక్కువ JA సంకేతాలు శాకాహారుల నుండి రక్షణ మరియు నిర్దిష్ట జాతులతో పోటీ మధ్య ఉండే రాజీలు (27). అదనంగా, ప్రత్యేక జీవక్రియల జీవసంశ్లేషణ మార్గాలు పరిణామ క్రమంలో వేగంగా క్షీణతకు మరియు పరివర్తనకు గురవుతాయి, దీని ఫలితంగా దగ్గరి సంబంధం ఉన్న జాతుల మధ్య జీవక్రియల పంపిణీలో అసమానతలు ఏర్పడతాయి (28). మారుతున్న శాకాహారుల నమూనాలకు ప్రతిస్పందనగా ఈ బహురూపతలు వేగంగా ఏర్పడతాయి (29), అంటే జీవక్రియల వైవిధ్యానికి శాకాహారుల సమూహాలలోని హెచ్చుతగ్గులు ఒక కీలకమైన అంశం.
ఇక్కడ, మేము ప్రత్యేకంగా ఈ క్రింది సమస్యలను పరిష్కరించాము. (I) శాకాహార కీటకం మొక్క యొక్క జీవక్రియా వ్యవస్థను ఎలా పునర్వ్యవస్థీకరిస్తుంది? (II) దీర్ఘకాలిక రక్షణ సిద్ధాంతం యొక్క అంచనాలను పరీక్షించడానికి, జీవక్రియాశీలత యొక్క ఏ ప్రధాన సమాచార భాగాలను పరిమాణాత్మకంగా కొలవవచ్చు? (III) దాడి చేసేవారికి ప్రత్యేకమైన రీతిలో మొక్క యొక్క జీవక్రియా వ్యవస్థను పునఃప్రోగ్రామ్ చేయాలా, ఒకవేళ చేస్తే, ఒక నిర్దిష్ట జీవక్రియా ప్రతిస్పందనను రూపొందించడంలో మొక్క హార్మోన్ పాత్ర ఏమిటి, మరియు రక్షణ యొక్క జాతి విశిష్టతకు ఏ జీవక్రియా ఉత్పన్నాలు దోహదం చేస్తాయి? (IV) అనేక రక్షణ సిద్ధాంతాలు చేసిన అంచనాలను జీవ కణజాలాల యొక్క అన్ని స్థాయిలకు విస్తరించవచ్చు కాబట్టి, అంతర్గత పోలిక నుండి అంతర-జాతి పోలిక వరకు కలిగే జీవక్రియా ప్రతిస్పందన ఎంత స్థిరంగా ఉంటుందని మేము ప్రశ్నించాము? ఈ లక్ష్యంతో, మేము పొగాకు నికోటిన్ యొక్క ఆకు మెటబోలోమ్‌ను క్రమపద్ధతిలో అధ్యయనం చేశాము. ఇది సమృద్ధిగా ప్రత్యేక జీవక్రియను కలిగి ఉన్న ఒక పర్యావరణ నమూనా మొక్క, మరియు ఇది రెండు స్థానిక శాకాహారులైన, సోలనేసి కుటుంబానికి చెందిన లెపిడోప్టెరా డటూరా (Ms) (చాలా దూకుడుగా ఉండి, ప్రధానంగా తినబడేది) మరియు స్పోడోప్టెరా లిట్టోరాలిస్ (Sl) యొక్క లార్వాలపై ప్రభావవంతంగా పనిచేస్తుంది. ఈ పత్తి ఆకు పురుగులు ఒక రకమైన "జాతి"గా ఉండి, సోలనేసి కుటుంబానికి చెందిన ఆతిథేయ మొక్కలను మరియు ఇతర జాతులు, కుటుంబాలకు చెందిన ఇతర ఆతిథేయ మొక్కలను ఆహారంగా తీసుకుంటాయి. మేము OD మరియు MT సిద్ధాంతాలను పోల్చడానికి MS/MS మెటబోలోమిక్స్ స్పెక్ట్రమ్‌ను విశ్లేషించి, సమాచార సిద్ధాంత గణాంక వివరణలను సంగ్రహించాము. కీలక మెటబోలైట్‌ల గుర్తింపును వెల్లడించడానికి నిర్దిష్టతా పటాలను సృష్టించాము. మొక్కల హార్మోన్ సిగ్నలింగ్ మరియు OD ప్రేరణ మధ్య సహసంబంధాన్ని మరింత విశ్లేషించడానికి, ఈ విశ్లేషణను N. nasi యొక్క స్థానిక జనాభాకు మరియు దానికి దగ్గరి సంబంధం ఉన్న పొగాకు జాతులకు విస్తరించాము.
శాకాహార పొగాకు యొక్క ఆకు మెటాబోలోమ్ యొక్క ప్లాస్టిసిటీ మరియు నిర్మాణం గురించి మొత్తం మ్యాప్‌ను సంగ్రహించడానికి, మేము మొక్కల సారాల నుండి అధిక-రిజల్యూషన్ డేటా స్వతంత్ర MS/MS స్పెక్ట్రాలను సమగ్రంగా సేకరించి, డీకన్వాల్యూట్ చేయడానికి గతంలో అభివృద్ధి చేసిన విశ్లేషణ మరియు గణన వర్క్‌ఫ్లోను ఉపయోగించాము (9). ఈ అవిభేదిత పద్ధతి (MS/MS అని పిలుస్తారు) పునరావృతం కాని సమ్మేళన స్పెక్ట్రాలను నిర్మించగలదు, వీటిని ఇక్కడ వివరించిన అన్ని సమ్మేళన-స్థాయి విశ్లేషణల కోసం ఉపయోగించవచ్చు. ఈ డీకన్వాల్యూట్ చేయబడిన మొక్కల మెటాబోలైట్‌లు వివిధ రకాలుగా ఉంటాయి, వందల నుండి వేల మెటాబోలైట్‌లను కలిగి ఉంటాయి (ఇక్కడ సుమారు 500-1000-s/MS/MS). ఇక్కడ, మేము సమాచార సిద్ధాంతం యొక్క చట్రంలో జీవక్రియ ప్లాస్టిసిటీని పరిగణిస్తాము మరియు జీవక్రియ ఫ్రీక్వెన్సీ పంపిణీ యొక్క షానన్ ఎంట్రోపీ ఆధారంగా మెటాబోలోమ్ యొక్క వైవిధ్యం మరియు వృత్తి నైపుణ్యాన్ని పరిమాణీకరిస్తాము. గతంలో అమలు చేసిన ఫార్ములా (8)ని ఉపయోగించి, మేము మెటాబోలోమ్ వైవిధ్యం (Hj సూచిక), జీవక్రియ ప్రొఫైల్ స్పెషలైజేషన్ (δj సూచిక) మరియు ఒకే మెటాబోలైట్ యొక్క జీవక్రియ విశిష్టత (Si సూచిక) లను పరిమాణీకరించడానికి ఉపయోగపడే సూచికల సమితిని లెక్కించాము. అదనంగా, శాకాహారుల మెటాబోలోమ్ ప్రేరేపణను లెక్కించడానికి మేము సాపేక్ష దూర ప్లాస్టిసిటీ సూచిక (RDPI)ని వర్తింపజేసాము (మూర్తి 1A) (30). ఈ గణాంక చట్రంలో, మేము MS/MS స్పెక్ట్రమ్‌ను ప్రాథమిక సమాచార యూనిట్‌గా పరిగణిస్తాము మరియు MS/MS యొక్క సాపేక్ష సమృద్ధిని ఫ్రీక్వెన్సీ పంపిణీ మ్యాప్‌గా ప్రాసెస్ చేస్తాము, ఆపై దాని నుండి మెటాబోలోమ్ వైవిధ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి షానన్ ఎంట్రోపీని ఉపయోగిస్తాము. మెటాబోలోమ్ ప్రత్యేకత ఒకే MS/MS స్పెక్ట్రమ్ యొక్క సగటు ప్రత్యేకత ద్వారా కొలవబడుతుంది. అందువల్ల, శాకాహారి ప్రేరణ తర్వాత కొన్ని MS/MS తరగతుల సమృద్ధిలో పెరుగుదల స్పెక్ట్రల్ ప్రేరేపణ, RDPI మరియు ప్రత్యేకతగా రూపాంతరం చెందుతుంది, అంటే, δj సూచికలో పెరుగుదల, ఎందుకంటే మరింత ప్రత్యేకమైన జీవక్రియలు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు అధిక Si సూచిక ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. Hj వైవిధ్య సూచిక తగ్గడం అనేది ఉత్పత్తి చేయబడిన MS/MS సంఖ్య తగ్గడాన్ని లేదా ప్రొఫైల్ ఫ్రీక్వెన్సీ పంపిణీ తక్కువ ఏకరీతి దిశలో మారడాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది, అదే సమయంలో దాని మొత్తం అనిశ్చితిని తగ్గిస్తుంది. Si సూచిక గణన ద్వారా, ఏ MS/MSలు నిర్దిష్ట శాకాహారులచే ప్రేరేపించబడతాయో, దానికి విరుద్ధంగా, ఏ MS/MSలు ఆ ప్రేరణకు స్పందించవో గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది, ఇది MT మరియు OD అంచనాలను వేరు చేయడానికి ఒక కీలక సూచిక.
(A) శాకాహార (H1 నుండి Hx) MS/MS డేటా-ప్రేరణీయత (RDPI), వైవిధ్యం (Hj సూచిక), ప్రత్యేకత (δj సూచిక) మరియు జీవక్రియా విశిష్టత (Si సూచిక) కోసం ఉపయోగించిన గణాంక వివరణలు. ప్రత్యేకత (δj) స్థాయి పెరగడం అనేది, సగటున, ఎక్కువ శాకాహార-నిర్దిష్ట జీవక్రియా ఉత్పన్నాలు ఉత్పత్తి అవుతాయని సూచిస్తుంది, అయితే వైవిధ్యం (Hj) తగ్గడం అనేది జీవక్రియా ఉత్పన్నాల ఉత్పత్తిలో తగ్గుదలను లేదా పంపిణీ పటంలో జీవక్రియా ఉత్పన్నాల అసమాన పంపిణీని సూచిస్తుంది. Si విలువ, జీవక్రియా ఉత్పన్నం ఒక నిర్దిష్ట పరిస్థితికి (ఇక్కడ, శాకాహార) ప్రత్యేకమైనదా లేదా దానికి విరుద్ధంగా అదే స్థాయిలో కొనసాగుతుందా అని అంచనా వేస్తుంది. (B) సమాచార సిద్ధాంత అక్షాన్ని ఉపయోగించి రక్షణ సిద్ధాంత అంచనా యొక్క భావనాత్మక రేఖాచిత్రం. OD సిద్ధాంతం ప్రకారం, శాకాహార దాడి రక్షణ జీవక్రియా ఉత్పన్నాలను పెంచుతుంది, తద్వారా δj పెరుగుతుంది. అదే సమయంలో, జీవక్రియ సమాచారం యొక్క అనిశ్చితి తగ్గడం వల్ల ప్రొఫైల్ పునర్వ్యవస్థీకరించబడినందున Hj తగ్గుతుంది. MT సిద్ధాంతం ప్రకారం, శాకాహారుల దాడి మెటబోలోమ్‌లో దిశారహిత మార్పులకు కారణమవుతుంది, తద్వారా పెరిగిన జీవక్రియ సమాచార అనిశ్చితికి సూచికగా Hj పెరుగుతుంది మరియు Si యొక్క యాదృచ్ఛిక పంపిణీకి దారితీస్తుంది. మేము ఉత్తమ MT అయిన ఒక మిశ్రమ నమూనాని కూడా ప్రతిపాదించాము, దీనిలో అధిక రక్షణ విలువలు కలిగిన కొన్ని మెటబోలైట్‌లు ప్రత్యేకంగా పెరుగుతాయి (అధిక Si విలువ), అయితే మరికొన్ని యాదృచ్ఛిక ప్రతిస్పందనలను ప్రదర్శిస్తాయి (తక్కువ Si విలువ).
సమాచార సిద్ధాంత వివరణలను ఉపయోగించి, ప్రేరేపించబడని సహజ స్థితిలో శాకాహారుల వల్ల కలిగే ప్రత్యేక జీవక్రియా మార్పులు ఈ క్రింది వాటికి దారితీస్తాయని OD సిద్ధాంతం అంచనా వేస్తుందని మేము వివరిస్తాము: (i) అధిక రక్షణ విలువ కలిగిన కొన్ని ప్రత్యేక జీవక్రియా సమూహాల జీవక్రియ విశిష్టత (Si సూచిక) పెరగడం, ఇది మెటాబోనామిక్ విశిష్టతను (δj సూచిక) నడిపిస్తుంది, మరియు (ii) జీవక్రియ పౌనఃపున్య పంపిణీ మరింత లెప్టిన్ బాడీ పంపిణీకి మారడం వల్ల మెటాబోలోమ్ వైవిధ్యం (Hj సూచిక) తగ్గడం. ఒకే జీవక్రియా స్థాయిలో, ఒక క్రమబద్ధమైన Si పంపిణీ ఉంటుందని అంచనా వేయబడింది, ఇక్కడ జీవక్రియా దాని రక్షణ విలువకు అనుగుణంగా Si విలువను పెంచుకుంటుంది (పటం 1B). ఇదే క్రమంలో, ఉత్తేజం ఈ క్రింది వాటికి దారితీస్తుందని MT సిద్ధాంతం అంచనా వేస్తుందని మేము వివరిస్తాము: (i) జీవక్రియలలో దిశారహిత మార్పులు జరిగి δj సూచిక తగ్గడం, మరియు (ii) జీవక్రియ అనిశ్చితి లేదా యాదృచ్ఛికత పెరగడం వల్ల Hj సూచిక పెరగడం, దీనిని సాధారణీకరించిన వైవిధ్యం రూపంలో షానన్ ఎంట్రోపీ ద్వారా పరిమాణీకరించవచ్చు. జీవక్రియా కూర్పు విషయానికొస్తే, Si యొక్క యాదృచ్ఛిక పంపిణీని MT సిద్ధాంతం అంచనా వేస్తుంది. కొన్ని జీవక్రియలు నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో ఉంటాయని, మరికొన్ని నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో ఉండవని, మరియు వాటి రక్షణ విలువ పర్యావరణంపై ఆధారపడి ఉంటుందని పరిగణనలోకి తీసుకుని, మేము ఒక మిశ్రమ రక్షణ నమూనాను కూడా ప్రతిపాదించాము, దీనిలో δj మరియు Hj లు Si వెంట రెండుగా పంపిణీ చేయబడతాయి. అన్ని దిశలలో Si పెరుగుదలలో, అధిక రక్షణ విలువలు కలిగిన కొన్ని జీవక్రియ సమూహాలు మాత్రమే Si ని ప్రత్యేకంగా పెంచుతాయి, అయితే మిగిలినవి యాదృచ్ఛిక పంపిణీని కలిగి ఉంటాయి (మూర్తి 1B).
సమాచార సిద్ధాంత వివరణకర్త ఆధారంగా పునర్నిర్వచించబడిన రక్షణ సిద్ధాంత అంచనాను పరీక్షించడానికి, మేము నెపెంథెస్ పల్లెన్స్ ఆకులపై నిపుణులైన (Ms) లేదా సాధారణ (Sl) శాకాహార లార్వాలను పెంచాము (పటం 2A). MS/MS విశ్లేషణను ఉపయోగించి, గొంగళి పురుగులు తిన్న తర్వాత సేకరించిన ఆకు కణజాలం యొక్క మెథనాల్ సారాల నుండి మేము 599 పునరావృతం కాని MS/MS స్పెక్ట్రాలను (డేటా ఫైల్ S1) రాబట్టాము. MS/MS కాన్ఫిగరేషన్ ఫైళ్ళలో సమాచార కంటెంట్ యొక్క పునర్వ్యవస్థీకరణను దృశ్యమానం చేయడానికి RDPI, Hj, మరియు δj సూచికలను ఉపయోగించడం ఆసక్తికరమైన నమూనాలను వెల్లడిస్తుంది (పటం 2B). మొత్తం మీద ధోరణి ఏమిటంటే, సమాచార వివరణకర్త వివరించినట్లుగా, గొంగళి పురుగులు ఆకులను తినడం కొనసాగించిన కొద్దీ, అన్ని జీవక్రియల పునర్వ్యవస్థీకరణ స్థాయి కాలక్రమేణా పెరుగుతుంది: శాకాహారి తిన్న 72 గంటల తర్వాత, RDPI గణనీయంగా పెరుగుతుంది. దెబ్బతినని నియంత్రణతో పోలిస్తే, Hj గణనీయంగా తగ్గింది, దీనికి కారణం జీవక్రియ ప్రొఫైల్ యొక్క ప్రత్యేకత స్థాయి పెరగడమే, దీనిని δj సూచిక ద్వారా పరిమాణీకరించబడింది. ఈ స్పష్టమైన ధోరణి OD సిద్ధాంతం యొక్క అంచనాలకు అనుగుణంగా ఉంది, కానీ MT సిద్ధాంతం యొక్క ప్రధాన అంచనాలకు విరుద్ధంగా ఉంది, ఇది జీవక్రియా స్థాయిలలో యాదృచ్ఛిక (దిశలేని) మార్పులు రక్షణాత్మక మభ్యపెట్టే చర్యగా ఉపయోగపడతాయని నమ్ముతుంది (పటం 1B). ఈ రెండు శాకాహారుల నోటి స్రావం (OS) ప్రేరక పదార్థం మరియు ఆహారపు అలవాట్లు భిన్నంగా ఉన్నప్పటికీ, వాటి ప్రత్యక్ష ఆహార సేకరణ 24-గంటల మరియు 72-గంటల సేకరణ కాలాల్లో Hj మరియు δj దిశలలో సారూప్య మార్పులకు దారితీసింది. RDPI యొక్క 72 గంటల వద్ద మాత్రమే తేడా కనిపించింది. Ms ఆహార సేకరణ వలన కలిగిన దానితో పోలిస్తే, Sl ఆహార సేకరణ వలన ప్రేరేపించబడిన మొత్తం జీవక్రియ ఎక్కువగా ఉంది.
(A) ప్రయోగాత్మక రూపకల్పన: సాధారణ పంది (S1) లేదా నిపుణ (Ms) శాకాహారులకు పిచర్ ప్లాంట్ల యొక్క ఉప్పు తీసివేసిన ఆకులను తినిపిస్తారు, అయితే అనుకరణ శాకాహారం కోసం, ప్రామాణిక ఆకు స్థానాలలో గాయాన్ని కలిగించడానికి Ms యొక్క OS (W + OSMs) ను ఉపయోగిస్తారు. S1 (W + OSSl) లార్వా లేదా నీరు (W + W). నియంత్రణ (C) అనేది దెబ్బతినని ఆకు. (B) ప్రత్యేక మెటబొలైట్ మ్యాప్ (599 MS/MS; డేటా ఫైల్ S1) కోసం లెక్కించబడిన ప్రేరేపణశీలత (నియంత్రణ చార్ట్‌తో పోల్చిన RDPI), వైవిధ్యం (Hj సూచిక) మరియు ప్రత్యేకత (δj సూచిక) సూచిక. నక్షత్ర గుర్తులు ప్రత్యక్ష శాకాహార దాణా మరియు నియంత్రణ సమూహం మధ్య గణనీయమైన తేడాలను సూచిస్తాయి (జత చేసిన t-పరీక్షతో స్టూడెంట్స్ t-పరీక్ష, *P<0.05 మరియు ***P<0.001). ns, ముఖ్యమైనది కాదు. (C) అనుకరించిన శాకాహార చికిత్స తర్వాత ప్రధాన (నీలి పెట్టె, అమైనో ఆమ్లం, సేంద్రీయ ఆమ్లం మరియు చక్కెర; డేటా ఫైల్ S2) మరియు ప్రత్యేక మెటబొలైట్ స్పెక్ట్రమ్ (ఎరుపు పెట్టె 443 MS/MS; డేటా ఫైల్ S1) యొక్క సమయ రిజల్యూషన్ సూచిక. రంగు పట్టీ 95% విశ్వాస విరామాన్ని సూచిస్తుంది. నక్షత్రం గుర్తు చికిత్స మరియు నియంత్రణ మధ్య గణనీయమైన వ్యత్యాసాన్ని సూచిస్తుంది [క్వాడ్రాటిక్ అనాలిసిస్ ఆఫ్ వేరియెన్స్ (ANOVA), దాని తర్వాత పోస్ట్ హాక్ బహుళ పోలికల కోసం ట్యూకీ యొక్క హానెస్ట్లీ సిగ్నిఫికెంట్ డిఫరెన్స్ (HSD), *P<0.05, **P<0.01 మరియు *** P <0.001]. (D) స్కాటర్ ప్లాట్లు మరియు ప్రత్యేక మెటబొలైట్ ప్రొఫైల్‌ల స్పెషలైజేషన్ (విభిన్న చికిత్సలతో పునరావృత నమూనాలు).
మెటబోలోమ్ స్థాయిలో శాకాహారుల ప్రేరేపిత పునర్నిర్మాణం వ్యక్తిగత మెటబొలైట్‌ల స్థాయిలో మార్పులలో ప్రతిబింబిస్తుందో లేదో అన్వేషించడానికి, మేము మొదటగా శాకాహారుల నిరోధకత నిరూపించబడిన నెపెంథెస్ పల్లెన్స్ ఆకులలో గతంలో అధ్యయనం చేయబడిన మెటబొలైట్‌లపై దృష్టి సారించాము. ఫినోలిక్ అమైడ్‌లు హైడ్రాక్సీసిన్నమైడ్-పాలిమైన్ సంయోగ పదార్థాలు, ఇవి కీటకాల శాకాహార ప్రక్రియలో పేరుకుపోతాయి మరియు కీటకాల పనితీరును తగ్గిస్తాయని అంటారు (32). మేము సంబంధిత MS/MS యొక్క పూర్వగాములను శోధించి, వాటి సంచిత గతిశాస్త్ర వక్రతలను గీసాము (పటం S1). ఊహించినట్లుగానే, క్లోరోజెనిక్ ఆమ్లం (CGA) మరియు రూటిన్ వంటి, శాకాహారులకు వ్యతిరేకంగా రక్షణలో నేరుగా పాలుపడని ఫినాల్ ఉత్పన్నాలు శాకాహారం తర్వాత నియంత్రించబడతాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, శాకాహారులు ఫినాల్ అమైడ్‌లను అత్యంత శక్తివంతంగా మార్చగలవు. రెండు శాకాహారుల నిరంతర దాణా ఫలితంగా ఫినోలమైడ్‌ల దాదాపు ఒకే రకమైన ఉత్తేజ వర్ణపటం ఏర్పడింది, మరియు ఈ నమూనా ముఖ్యంగా ఫినోలమైడ్‌ల డి నోవో సంశ్లేషణకు స్పష్టంగా కనిపించింది. ప్రభావవంతమైన శాకాహార నిరోధక విధులతో (33) పెద్ద సంఖ్యలో ఎసైక్లిక్ డైటెర్పెన్‌లను ఉత్పత్తి చేసే 17-హైడ్రాక్సీజెరానైల్ నోనానెడియోల్ డైటెర్పెన్ గ్లైకోసైడ్స్ (17-HGL-DTGs) మార్గాన్ని అన్వేషించేటప్పుడు కూడా ఇదే దృగ్విషయం గమనించబడుతుంది, వీటిలో Sl తో Ms ఫీడింగ్ ఒకే విధమైన వ్యక్తీకరణ ప్రొఫైల్‌ను ప్రేరేపించింది (మూర్తి S1)).
ప్రత్యక్ష శాకాహార దాణా ప్రయోగాల యొక్క సంభావ్య ప్రతికూలత ఏమిటంటే, శాకాహారుల ఆకు వినియోగ రేటు మరియు దాణా సమయంలో తేడా ఉండటం, ఇది గాయాలు మరియు శాకాహారుల వల్ల కలిగే శాకాహారి-నిర్దిష్ట ప్రభావాలను తొలగించడాన్ని కష్టతరం చేస్తుంది. ప్రేరేపిత ఆకు జీవక్రియ ప్రతిస్పందన యొక్క శాకాహారి జాతి విశిష్టతను మెరుగ్గా పరిష్కరించడానికి, మేము స్థిరమైన ఆకు స్థానాల యొక్క ప్రామాణిక పంక్చర్ W పై తాజాగా సేకరించిన OS (OSM మరియు OSS1) ను వెంటనే వర్తింపజేయడం ద్వారా Ms మరియు Sl లార్వాల దాణాను అనుకరించాము. ఈ విధానాన్ని W + OS చికిత్స అని పిలుస్తారు, మరియు ఇది కణజాల నష్టం యొక్క రేటు లేదా పరిమాణంలో తేడాల గందరగోళ ప్రభావాలను కలిగించకుండా శాకాహారి ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ప్రతిస్పందన యొక్క ప్రారంభాన్ని ఖచ్చితంగా సమయబద్ధం చేయడం ద్వారా ప్రేరణను ప్రామాణీకరిస్తుంది (మూర్తి 2A) (34). MS/MS విశ్లేషణ మరియు గణన పైప్‌లైన్‌ను ఉపయోగించి, మేము 443 MS/MS స్పెక్ట్రాలను (డేటా ఫైల్ S1) తిరిగి పొందాము, ఇవి గతంలో ప్రత్యక్ష దాణా ప్రయోగాల నుండి సమీకరించబడిన స్పెక్ట్రాలతో అతివ్యాప్తి చెందాయి. ఈ MS/MS డేటా సెట్ యొక్క సమాచార సిద్ధాంత విశ్లేషణలో, శాకాహారులను అనుకరించడం ద్వారా ఆకులకు ప్రత్యేకమైన మెటబోలోమ్‌ల పునఃప్రోగ్రామింగ్ OS-నిర్దిష్ట ప్రేరణలను చూపించిందని వెల్లడైంది (పటం 2C). ముఖ్యంగా, OSS1 చికిత్సతో పోలిస్తే, OSM 4 గంటల వద్ద మెటబోలోమ్ ప్రత్యేకతను పెంచింది. గమనించదగ్గ విషయం ఏమిటంటే, ప్రత్యక్ష శాకాహార దాణా ప్రయోగాత్మక డేటా సెట్‌తో పోలిస్తే, Hj మరియు δj లను నిరూపకాలుగా ఉపయోగించి ద్విమితీయ ప్రదేశంలో దృశ్యమానం చేయబడిన జీవక్రియ గతిశాస్త్రం మరియు అనుకరించిన శాకాహార చికిత్సకు ప్రతిస్పందనగా కాలక్రమేణా మెటబోలోమ్ ప్రత్యేకత యొక్క దిశ స్థిరంగా పెరిగాయి (పటం 2D). అదే సమయంలో, అనుకరించిన శాకాహారులకు ప్రతిస్పందనగా కేంద్ర కార్బన్ జీవక్రియ యొక్క పునఃరూపకల్పన కారణంగా మెటబోలోమ్ నైపుణ్యంలో ఈ లక్షిత పెరుగుదల ఉందా అని పరిశోధించడానికి మేము అమైనో ఆమ్లాలు, సేంద్రీయ ఆమ్లాలు మరియు చక్కెరల పరిమాణాన్ని లెక్కించాము (డేటా ఫైల్ S2) (పటం S2). ఈ నమూనాను మరింత మెరుగ్గా వివరించడానికి, మేము ఇంతకు ముందు చర్చించిన ఫినోలమైడ్ మరియు 17-HGL-DTG మార్గాల యొక్క జీవక్రియ సంచయ గతిశాస్త్రాన్ని మరింతగా పర్యవేక్షించాము. శాకాహారులలో OS-నిర్దిష్ట ప్రేరణ, ఫినోలమైడ్ జీవక్రియలో ఒక భేదాత్మక పునఃఅమరిక నమూనాగా రూపాంతరం చెందుతుంది (పటం S3). కౌమరిన్ మరియు కెఫియోయిల్ భాగాలను కలిగి ఉన్న ఫినోలిక్ అమైడ్‌లు OSS1 ద్వారా ప్రాధాన్యతగా ప్రేరేపించబడతాయి, అయితే OSMలు ఫెరులైల్ సంయోగాల యొక్క నిర్దిష్ట ప్రేరణను ప్రేరేపిస్తాయి. 17-HGL-DTG మార్గం కొరకు, దిగువన ఉన్న మలోనిలేషన్ మరియు డైమలోనిలేషన్ ఉత్పత్తుల ద్వారా భేదాత్మక OS ప్రేరణ కనుగొనబడింది (పటం S3).
తరువాత, మేము టైమ్-కోర్స్ మైక్రోఅరే డేటా సెట్‌ను ఉపయోగించి OS-ప్రేరిత ట్రాన్స్క్రిప్టోమ్ ప్లాస్టిసిటీని అధ్యయనం చేసాము, ఇది శాకాహారులలో రోసెట్ మొక్క ఆకులకు చికిత్స చేయడానికి OSMల వాడకాన్ని అనుకరిస్తుంది. నమూనా కైనటిక్స్ ప్రాథమికంగా ఈ మెటాబోలోమిక్స్ అధ్యయనంలో ఉపయోగించిన కైనటిక్స్‌తో అతివ్యాప్తి చెందుతాయి (35). కాలక్రమేణా జీవక్రియ ప్లాస్టిసిటీ ప్రత్యేకంగా పెరిగే మెటాబోలోమ్ పునర్విన్యాసంతో పోలిస్తే, Ms ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ఆకులలో తాత్కాలిక ట్రాన్స్క్రిప్షన్ పేలుళ్లను మేము గమనించాము, ఇక్కడ ట్రాన్స్క్రిప్టోమ్ ప్రేరేపణ (RDPI) మరియు ప్రత్యేకత (δj) 1 గంటలో గణనీయంగా పెరిగాయి, మరియు ఈ సమయ బిందువు వద్ద వైవిధ్యం (Hj), BMP1 యొక్క వ్యక్తీకరణ గణనీయంగా తగ్గింది, తరువాత ట్రాన్స్క్రిప్టోమ్ ప్రత్యేకత సడలించబడింది (మూర్తి S4). జీవక్రియ జన్యు కుటుంబాలు (P450, గ్లైకోసిల్ట్రాన్స్‌ఫెరేస్ మరియు BAHD అసిల్ట్రాన్స్‌ఫెరేస్ వంటివి) పైన పేర్కొన్న ప్రారంభ అధిక-ప్రత్యేకత నమూనాను అనుసరించి, ప్రాథమిక జీవక్రియ నుండి ఉద్భవించిన నిర్మాణ యూనిట్ల నుండి ప్రత్యేక జీవక్రియలను సమీకరించే ప్రక్రియలో పాల్గొంటాయి. ఒక కేస్ స్టడీగా, ఫినైల్అలనిన్ మార్గాన్ని విశ్లేషించారు. ఆకర్షించబడని మొక్కలతో పోలిస్తే శాకాహారులలో ఫినోలమైడ్ జీవక్రియలోని ప్రధాన జన్యువులు అధికంగా OS-ప్రేరితమవుతాయని మరియు వాటి వ్యక్తీకరణ సరళిలో దగ్గరగా అమరి ఉంటాయని ఈ విశ్లేషణ నిర్ధారించింది. ఈ మార్గానికి ఎగువన ఉన్న ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్ MYB8 మరియు నిర్మాణాత్మక జన్యువులైన PAL1, PAL2, C4H మరియు 4CL లలో ట్రాన్స్క్రిప్షన్ త్వరగా ప్రారంభమైంది. ఫినోలమైడ్ యొక్క తుది కూర్పులో పాత్ర పోషించే AT1, DH29, మరియు CV86 వంటి ఎసిల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్‌లు దీర్ఘకాలిక అప్‌రెగ్యులేషన్ సరళిని ప్రదర్శించాయి (పటం S4). పై పరిశీలనలు ట్రాన్స్క్రిప్టోమ్ స్పెషలైజేషన్ త్వరగా ప్రారంభం కావడం మరియు తరువాత మెటాబోలోమిక్స్ స్పెషలైజేషన్ వృద్ధి చెందడం అనేవి ఒక జతకట్టిన పద్ధతి అని సూచిస్తున్నాయి. ఇది శక్తివంతమైన రక్షణ ప్రతిస్పందనను ప్రారంభించే సమకాలీన నియంత్రణ వ్యవస్థ కారణంగా ఉండవచ్చు.
మొక్కల హార్మోన్ సిగ్నలింగ్‌లోని పునర్వ్యవస్థీకరణ, మొక్కల శరీరధర్మాన్ని పునఃప్రోగ్రామ్ చేయడానికి శాకాహార సమాచారాన్ని ఏకీకృతం చేసే ఒక నియంత్రణ పొరగా పనిచేస్తుంది. శాకాహార అనుకరణ తర్వాత, మేము కీలకమైన మొక్కల హార్మోన్ వర్గాల సంచిత గతిశీలతను కొలిచాము మరియు వాటి మధ్య తాత్కాలిక సహ-వ్యక్తీకరణను దృశ్యమానం చేసాము [పియర్సన్ సహసంబంధ గుణకం (PCC)> 0.4] (పటం 3A). ఊహించినట్లుగానే, జీవసంశ్లేషణకు సంబంధించిన మొక్కల హార్మోన్లు, మొక్కల హార్మోన్ సహ-వ్యక్తీకరణ నెట్‌వర్క్‌లో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. అదనంగా, వివిధ చికిత్సల ద్వారా ప్రేరేపించబడిన మొక్కల హార్మోన్లను హైలైట్ చేయడానికి జీవక్రియ విశిష్టత (Si సూచిక) ఈ నెట్‌వర్క్‌కు మ్యాప్ చేయబడింది. శాకాహార విశిష్ట ప్రతిస్పందన యొక్క రెండు ప్రధాన ప్రాంతాలు గుర్తించబడ్డాయి: ఒకటి JA క్లస్టర్‌లో, ఇక్కడ JA (దాని జీవశాస్త్రపరంగా చురుకైన రూపం JA-Ile) మరియు ఇతర JA ఉత్పన్నాలు అత్యధిక Si స్కోర్‌ను చూపుతాయి; మరొకటి ఇథిలీన్ (ET). గిబ్బరెల్లిన్ శాకాహార విశిష్టతలో కేవలం ఒక మోస్తరు పెరుగుదలను మాత్రమే చూపింది, అయితే సైటోకైనిన్, ఆక్సిన్ మరియు అబ్సిసిక్ యాసిడ్ వంటి ఇతర మొక్కల హార్మోన్లు శాకాహారుల పట్ల తక్కువ ప్రేరణ విశిష్టతను కలిగి ఉన్నాయి. కేవలం W + W ను ఉపయోగించడంతో పోలిస్తే, OS అప్లికేషన్ (W + OS) ద్వారా JA ఉత్పన్నాల గరిష్ఠ విలువ యొక్క విస్తరణను ప్రాథమికంగా JAs యొక్క బలమైన నిర్దిష్ట సూచికగా మార్చవచ్చు. ఊహించని విధంగా, విభిన్న ప్రేరక కంటెంట్‌తో ఉన్న OSM మరియు OSS1, JA మరియు JA-Ile యొక్క సారూప్య సంచయానికి కారణమవుతాయని తెలిసింది. OSS1 కి విరుద్ధంగా, OSM అనేది OSMల ద్వారా నిర్దిష్టంగా మరియు బలంగా ప్రేరేపించబడుతుంది, అయితే OSS1 ఆధార గాయాల ప్రతిస్పందనను విస్తరించదు (చిత్రం 3B).
(A) శాకాహారుల ప్రేరిత మొక్కల హార్మోన్ల సంచయ గతిశాస్త్ర అనుకరణ యొక్క PCC గణన ఆధారంగా సహ-వ్యక్తీకరణ నెట్‌వర్క్ విశ్లేషణ. నోడ్ ఒకే మొక్క హార్మోన్‌ను సూచిస్తుంది, మరియు నోడ్ యొక్క పరిమాణం చికిత్సల మధ్య మొక్క హార్మోన్‌కు ప్రత్యేకమైన Si సూచికను సూచిస్తుంది. (B) వివిధ రంగులతో సూచించబడిన వివిధ చికిత్సల వలన ఆకులలో JA, JA-Ile మరియు ET సంచయం: ఆప్రికాట్, W + OSM; నీలం, W + OSSl; నలుపు, W + W; బూడిద, C (నియంత్రణ). నక్షత్ర గుర్తులు చికిత్స మరియు నియంత్రణ మధ్య గణనీయమైన వ్యత్యాసాలను సూచిస్తాయి (టూ-వే ANOVA తర్వాత ట్యూకీ HSD పోస్ట్ హాక్ మల్టిపుల్ కంపారిజన్, *** P <0.001). (C) JA జీవసంశ్లేషణ మరియు బలహీనమైన గ్రహణ స్పెక్ట్రం (irAOC మరియు irCOI1)లో 697 MS/MS (డేటా ఫైల్ S1) మరియు (D) బలహీనమైన ET సిగ్నల్‌తో ETR1లో 585 MS/MS (డేటా ఫైల్ S1) యొక్క సమాచార సిద్ధాంత విశ్లేషణ. రెండు అనుకరించబడిన శాకాహారుల చికిత్సలు ప్రేరేపించబడిన మొక్కల లైన్లు మరియు ఖాళీ వాహనం (EV) నియంత్రణ మొక్కలు. W+OS చికిత్స మరియు దెబ్బతినని నియంత్రణ మధ్య గణనీయమైన వ్యత్యాసాలను ఆస్టరిస్క్‌లు సూచిస్తాయి (టూ-వే ANOVA తర్వాత ట్యూకీ HSD పోస్ట్ హాక్ మల్టిపుల్ కంపారిజన్, *P<0.05, **P<0.01 మరియు ***P<0.001). (E) స్పెషలైజేషన్‌కు వ్యతిరేకత యొక్క చెల్లాచెదురుగా ఉన్న గ్రాఫ్‌లు. రంగులు వివిధ జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన జాతులను సూచిస్తాయి; చిహ్నాలు వివిధ చికిత్సా పద్ధతులను సూచిస్తాయి: త్రిభుజం, W + OSS1; దీర్ఘచతురస్రం, W + OSM; వృత్తం C
తరువాత, శాకాహారులపై ఈ రెండు మొక్కల హార్మోన్ల జీవక్రియను మరియు రీప్రోగ్రామింగ్ యొక్క సాపేక్ష సహకారాన్ని విశ్లేషించడానికి, మేము JA మరియు ET బయోసింథసిస్ (irAOC మరియు irACO) మరియు గ్రహణ (irCOI1 మరియు sETR1) కీలక దశలలో జన్యుపరంగా మార్పు చేయబడిన నెపెంథెస్ (irCOI1 మరియు sETR1) జాతిని ఉపయోగిస్తాము. మునుపటి ప్రయోగాలకు అనుగుణంగా, మేము ఖాళీ క్యారియర్ (EV) మొక్కలలో శాకాహారి-OS ప్రేరణను (పటం 3, C నుండి D వరకు) మరియు OSM వలన Hj సూచికలో మొత్తం తగ్గుదలను, అదే సమయంలో δj సూచిక పెరగడాన్ని నిర్ధారించాము. ఈ ప్రతిస్పందన OSS1 ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ప్రతిస్పందన కంటే మరింత స్పష్టంగా ఉంది. Hj మరియు δj లను కోఆర్డినేట్‌లుగా ఉపయోగించి గీసిన రెండు-లైన్ల గ్రాఫ్ నిర్దిష్ట నియంత్రణారాహిత్యాన్ని చూపుతుంది (పటం 3E). అత్యంత స్పష్టమైన ధోరణి ఏమిటంటే, JA సిగ్నల్ లేని జాతులలో, శాకాహారుల వలన కలిగే మెటాబోలోమ్ వైవిధ్యం మరియు ప్రత్యేకత మార్పులు దాదాపు పూర్తిగా తొలగించబడతాయి (పటం 3C). దీనికి విరుద్ధంగా, sETR1 మొక్కలలో నిశ్శబ్ద ET గ్రహణశక్తి, శాకాహార జీవక్రియలోని మార్పులపై దాని మొత్తం ప్రభావం JA సిగ్నలింగ్ కంటే చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, OSM మరియు OSS1 ప్రేరేపణల మధ్య Hj మరియు δj సూచికలలోని వ్యత్యాసాన్ని తగ్గిస్తుంది (పటం 3D మరియు పటం S5). ఇది JA సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌డక్షన్ యొక్క ప్రధాన విధికి అదనంగా, ET సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌డక్షన్ కూడా శాకాహారుల జాతి-నిర్దిష్ట జీవక్రియ ప్రతిస్పందనను సూక్ష్మంగా సర్దుబాటు చేసేదిగా పనిచేస్తుందని సూచిస్తుంది. ఈ సూక్ష్మ సర్దుబాటు విధికి అనుగుణంగా, sETR1 మొక్కలలో మొత్తం మెటాబోలోమ్ ప్రేరేపణలో ఎటువంటి మార్పు లేదు. మరోవైపు, sETR1 మొక్కలతో పోలిస్తే, irACO మొక్కలు శాకాహారుల వల్ల కలిగే జీవక్రియ మార్పుల యొక్క సారూప్య మొత్తం పరిమాణాలను ప్రేరేపించాయి, కానీ OSM మరియు OSS1 సవాళ్ల మధ్య గణనీయంగా విభిన్నమైన Hj మరియు δj స్కోర్‌లను చూపించాయి (పటం S5).
శాకాహారుల జాతి-నిర్దిష్ట ప్రతిస్పందనకు ముఖ్యమైన తోడ్పాటును అందించే ప్రత్యేక మెటబొలైట్‌లను గుర్తించడానికి మరియు ET సంకేతాల ద్వారా వాటి ఉత్పత్తిని మెరుగుపరచడానికి, మేము గతంలో అభివృద్ధి చేసిన స్ట్రక్చరల్ MS/MS పద్ధతిని ఉపయోగించాము. ఈ పద్ధతి, MS/MS ఫ్రాగ్మెంట్‌ల [నార్మలైజ్డ్ డాట్ ప్రొడక్ట్ (NDP)] నుండి మెటబాలిక్ ఫ్యామిలీని తిరిగి అంచనా వేయడానికి మరియు న్యూట్రల్ లాస్ (NL) ఆధారంగా సారూప్యత స్కోర్‌ను ఉపయోగించడానికి బై-క్లస్టరింగ్ పద్ధతిపై ఆధారపడుతుంది. ET ట్రాన్స్‌జెనిక్ లైన్‌ల విశ్లేషణ ద్వారా నిర్మించిన MS/MS డేటా సెట్ 585 MS/MSలను (డేటా ఫైల్ S1) ఉత్పత్తి చేసింది, వీటిని ఏడు ప్రధాన MS/MS మాడ్యూల్స్‌గా (M) క్లస్టరింగ్ చేయడం ద్వారా పరిష్కరించబడ్డాయి (చిత్రం 4A). ఈ మాడ్యూల్స్‌లో కొన్ని గతంలో వర్గీకరించబడిన ప్రత్యేక మెటబొలైట్‌లతో నిండి ఉన్నాయి: ఉదాహరణకు, M1, M2, M3, M4 మరియు M7 వివిధ ఫినాల్ డెరివేటివ్‌లు (M1), ఫ్లేవనాయిడ్ గ్లైకోసైడ్‌లు (M2), ఎసిల్ షుగర్‌లు (M3 మరియు M4), మరియు 17-HGL-DTG (M7)లతో సమృద్ధిగా ఉన్నాయి. అదనంగా, ప్రతి మాడ్యూల్‌లోని ఒకే ఒక మెటబొలైట్ యొక్క జీవక్రియ సంబంధిత నిర్దిష్ట సమాచారం (Si సూచిక) లెక్కించబడుతుంది మరియు దాని Si పంపిణీని స్పష్టంగా చూడవచ్చు. సంక్షిప్తంగా, అధిక శాకాహారం మరియు జన్యురకం విశిష్టతను ప్రదర్శించే MS/MS స్పెక్ట్రాలు అధిక Si విలువల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి మరియు కర్టోసిస్ గణాంకాలు కుడి తోక మూలలో బొచ్చు పంపిణీని సూచిస్తాయి. అటువంటి ఒక లీన్ కొల్లాయిడ్ పంపిణీ M1లో కనుగొనబడింది, దీనిలో ఫినాల్ అమైడ్ అత్యధిక Si భిన్నాన్ని చూపించింది (పటం 4B). M7లో ఇంతకు ముందు పేర్కొన్న శాకాహార ప్రేరిత 17-HGL-DTG ఒక మోస్తరు Si స్కోర్‌ను చూపించింది, ఇది రెండు OS రకాల మధ్య ఒక మోస్తరు స్థాయి భేదాత్మక నియంత్రణను సూచిస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, రూటిన్, CGA మరియు ఎసిల్ షుగర్స్ వంటి చాలా సహజంగా ఉత్పత్తి అయ్యే ప్రత్యేక మెటబొలైట్‌లు అత్యల్ప Si స్కోర్‌లలో ఉన్నాయి. ప్రత్యేక మెటబొలైట్‌ల మధ్య నిర్మాణ సంక్లిష్టత మరియు Si పంపిణీని మరింత బాగా అన్వేషించడానికి, ప్రతి మాడ్యూల్ కోసం ఒక మాలిక్యులర్ నెట్‌వర్క్ నిర్మించబడింది (పటం 4B). OD సిద్ధాంతం యొక్క ఒక ముఖ్యమైన అంచనా (పటం 1Bలో సంగ్రహించబడింది) ఏమిటంటే, శాకాహారం తర్వాత ప్రత్యేక జీవక్రియల పునర్వ్యవస్థీకరణ అధిక రక్షణ విలువ కలిగిన జీవక్రియలలో ఏకదిశ మార్పులకు దారితీయాలి, ముఖ్యంగా వాటి విశిష్టతను పెంచడం ద్వారా (యాదృచ్ఛిక పంపిణీకి విరుద్ధంగా). MT సిద్ధాంతం ద్వారా అంచనా వేయబడిన రక్షణాత్మక జీవక్రియ విధానం. M1లో పేరుకుపోయిన చాలా ఫినాల్ ఉత్పన్నాలు క్రియాత్మకంగా కీటకాల పనితీరు క్షీణతకు సంబంధించినవి (32). 24 గంటల వద్ద ప్రేరేపిత ఆకులు మరియు EV నియంత్రణ మొక్కల యొక్క భాగమైన ఆకుల మధ్య M1 జీవక్రియలలోని Si విలువలను పోల్చినప్పుడు, శాకాహార కీటకాల తర్వాత అనేక జీవక్రియల జీవక్రియ విశిష్టత గణనీయంగా పెరుగుతున్న ధోరణిని కలిగి ఉందని మేము గమనించాము (పటం 4C). Si విలువలో నిర్దిష్ట పెరుగుదల రక్షణాత్మక ఫినాల్మైడ్‌లలో మాత్రమే కనుగొనబడింది, కానీ ఈ మాడ్యూల్‌లో సహజీవనం చేస్తున్న ఇతర ఫినాల్స్ మరియు తెలియని జీవక్రియలలో Si విలువలో ఎటువంటి పెరుగుదల కనుగొనబడలేదు. ఇది OD సిద్ధాంతానికి సంబంధించిన ఒక ప్రత్యేక నమూనా. శాకాహారుల వల్ల కలిగే జీవక్రియ మార్పుల యొక్క ప్రధాన అంచనాలు స్థిరంగా ఉన్నాయి. ఫినోలమైడ్ స్పెక్ట్రమ్ యొక్క ఈ ప్రత్యేకత OS-నిర్దిష్ట ET ద్వారా ప్రేరేపించబడిందా లేదా అని పరీక్షించడానికి, మేము మెటాబోలైట్ Si సూచికను ప్లాట్ చేసాము మరియు EV మరియు sETR1 జన్యురకాలలో OSM మరియు OSS1 మధ్య భేదాత్మక వ్యక్తీకరణ విలువను కలిగించాము (చిత్రం 4D). sETR1లో, OSM మరియు OSS1 మధ్య ఫినోలమైడ్-ప్రేరిత వ్యత్యాసం బాగా తగ్గింది. JA-నియంత్రిత జీవక్రియ ప్రత్యేకతకు సంబంధించిన ప్రధాన MS/MS మాడ్యూళ్లను ఊహించడానికి, తగినంత JA లేని స్ట్రెయిన్‌లలో సేకరించిన MS/MS డేటాకు బై-క్లస్టరింగ్ పద్ధతిని కూడా వర్తింపజేయబడింది (చిత్రం S6).
(A) షేర్డ్ ఫ్రాగ్మెంట్ (NDP సారూప్యత) మరియు షేర్డ్ న్యూట్రల్ లాస్ (NL సారూప్యత) ఆధారంగా 585 MS/MS యొక్క క్లస్టరింగ్ ఫలితాలు, మాడ్యూల్ (M) తెలిసిన సమ్మేళన కుటుంబంతో స్థిరంగా ఉందని లేదా తెలియని లేదా తక్కువగా జీవక్రియ చెందిన మెటబొలైట్ కూర్పు ద్వారా ఉందని సూచిస్తాయి. ప్రతి మాడ్యూల్ పక్కన, మెటబొలైట్ (MS/MS) నిర్దిష్ట (Si) పంపిణీ చూపబడింది. (B) మాడ్యులర్ మాలిక్యులర్ నెట్‌వర్క్: నోడ్స్ MS/MSని మరియు అంచులు, NDP (ఎరుపు) మరియు NL (నీలం) MS/MS స్కోర్‌లను (కట్-ఆఫ్, > 0.6) సూచిస్తాయి. గ్రేడెడ్ మెటబొలైట్ స్పెసిఫిసిటీ ఇండెక్స్ (Si) మాడ్యూల్ (ఎడమ) ఆధారంగా రంగు వేయబడింది మరియు మాలిక్యులర్ నెట్‌వర్క్‌కు (కుడి) మ్యాప్ చేయబడింది. (C) 24 గంటల వద్ద సహజ (నియంత్రణ) మరియు ప్రేరిత స్థితిలో (అనుకరించబడిన శాకాహారి) EV మొక్క యొక్క మాడ్యూల్ M1: మాలిక్యులర్ నెట్‌వర్క్ రేఖాచిత్రం (Si విలువ నోడ్ పరిమాణం, రక్షణాత్మక ఫినోలమైడ్ నీలం రంగులో హైలైట్ చేయబడింది). (D) బలహీనమైన EV మరియు ET గ్రహణశక్తితో కూడిన sETR1 స్పెక్ట్రమ్ లైన్ యొక్క M1 మాలిక్యులర్ నెట్‌వర్క్ రేఖాచిత్రం: ఆకుపచ్చ వృత్తం నోడ్ ద్వారా సూచించబడిన ఫినాలిక్ సమ్మేళనం, మరియు నోడ్ పరిమాణంగా W + OSM మరియు W + OSS1 చికిత్సల మధ్య గణనీయమైన వ్యత్యాసం (P విలువ). CP, N-కాఫియోయిల్-టైరోసిన్; CS, N-కాఫియోయిల్-స్పెర్మిడిన్; FP, N-ఫెరులిక్ యాసిడ్ ఎస్టర్-యూరిక్ యాసిడ్; FS, N-ఫెరులైల్-స్పెర్మిడిన్; CoP, N', N “-కౌమరోలైల్-టైరోసిన్; DCS, N', N”-డైకాఫియోయిల్-స్పెర్మిడిన్; CFS, N', N”-కాఫియోయిల్, ఫెరులోయిల్-స్పెర్మిడిన్; వోల్ఫ్‌బెర్రీలో లైసియం బార్బరమ్ సన్; నిక్. O-AS, O-ఎసైల్ షుగర్.
మేము విశ్లేషణను ఒకే ఒక క్షీణించిన నెపెంథెస్ జన్యురకం నుండి సహజ జనాభాలకు మరింత విస్తరించాము, ఇక్కడ సహజ జనాభాలో శాకాహార JA స్థాయిలు మరియు నిర్దిష్ట జీవక్రియ స్థాయిలలో బలమైన అంతర-జాతి మార్పులు గతంలో వివరించబడ్డాయి (26). 43 జెర్మ్‌ప్లాజమ్‌లను కవర్ చేయడానికి ఈ డేటా సెట్‌ను ఉపయోగించండి. ఈ జెర్మ్‌ప్లాజమ్‌లు N. పల్లెన్స్ నుండి 123 జాతుల మొక్కలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ మొక్కలను ఉటా, నెవాడా, అరిజోనా మరియు కాలిఫోర్నియాలోని వివిధ స్థానిక ఆవాసాలలో సేకరించిన విత్తనాల నుండి తీసుకున్నారు (మూర్తి S7), మేము జీవక్రియ వైవిధ్యాన్ని (ఇక్కడ జనాభా స్థాయి β వైవిధ్యం అని పిలుస్తారు) మరియు OSM వలన కలిగే ప్రత్యేకతను లెక్కించాము. మునుపటి అధ్యయనాలకు అనుగుణంగా, మేము Hj మరియు δj అక్షాల వెంబడి విస్తృత శ్రేణి జీవక్రియ మార్పులను గమనించాము, ఇది శాకాహారులకు వాటి జీవక్రియ ప్రతిస్పందనల యొక్క ప్లాస్టిసిటీలో జెర్మ్‌ప్లాజమ్‌లు గణనీయమైన తేడాలను కలిగి ఉన్నాయని సూచిస్తుంది (మూర్తి S7). ఈ సంస్థ శాకాహారుల వలన కలిగే JAల మార్పుల యొక్క డైనమిక్ పరిధి గురించి మునుపటి పరిశీలనలను గుర్తు చేస్తుంది మరియు ఒకే జనాభాలో చాలా అధిక విలువను కొనసాగించింది (26, 36). Hj మరియు δj మధ్య మొత్తం స్థాయి సహసంబంధాన్ని పరీక్షించడానికి JA మరియు JA-Ile లను ఉపయోగించడం ద్వారా, JA మరియు మెటాబోలోమ్ β వైవిధ్యం మరియు ప్రత్యేకత సూచిక మధ్య గణనీయమైన సానుకూల సహసంబంధం ఉందని మేము కనుగొన్నాము (మూర్తి S7). జనాభా స్థాయిలో గుర్తించబడిన JAల ప్రేరణలో శాకాహారుల-ప్రేరిత వైవిధ్యం, కీటక శాకాహారుల నుండి ఎంపిక వలన కలిగే కీలక జీవక్రియ పాలిమార్ఫిజమ్‌ల కారణంగా ఉండవచ్చని ఇది సూచిస్తుంది.
పొగాకు రకాలు ప్రేరిత మరియు రాజ్యాంగ జీవక్రియ రక్షణల రకం మరియు సాపేక్ష ఆధారపడటంలో చాలా తేడాగా ఉంటాయని మునుపటి అధ్యయనాలు చూపించాయి. శాకాహారులకు వ్యతిరేకంగా సంకేత ప్రసారం మరియు రక్షణ సామర్థ్యాలలో ఈ మార్పులు కీటకాల జనాభా ఒత్తిడి, మొక్కల జీవిత చక్రం మరియు ఇచ్చిన జాతి పెరిగే సముచిత స్థానంలో రక్షణ ఉత్పత్తి ఖర్చుల ద్వారా నియంత్రించబడతాయని నమ్ముతారు. మేము ఉత్తర అమెరికా మరియు దక్షిణ అమెరికాకు చెందిన ఆరు నికోటియానా జాతుల శాకాహారులచే ప్రేరేపించబడిన ఆకు మెటాబోలోమ్ పునర్నిర్మాణం యొక్క స్థిరత్వాన్ని అధ్యయనం చేసాము. ఈ జాతులు నెపెంథెస్ నార్త్ అమెరికాకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉన్నాయి, అవి నికోలస్ బోసిఫ్లో. లా, ఎన్. నికోటినిస్, నికోటియానా ఎన్. అటెన్యూయేటెడ్ గ్రాస్, నికోటియానా టాబాకమ్, లీనియర్ టొబాకో, టొబాకో (నికోటియానా స్పెగాజిని) మరియు టొబాకో లీఫ్ టొబాకో (నికోటియానా ఒబ్టుసిఫోలియా) (మూర్తి 5A) (37). బాగా వర్గీకరించబడిన జాతి N. pleaseతో సహా ఈ జాతులలో ఆరు, పెటూనియా క్లేడ్‌కు చెందిన వార్షిక మొక్కలు, మరియు ఒబ్టుసిఫోలియా N. సోదర క్లేడ్ ట్రిగోనోఫిల్లె (38)కు చెందిన బహువార్షికాలు. తదనంతరం, కీటకాల ఆహారం యొక్క జాతి-స్థాయి జీవక్రియ పునర్వ్యవస్థీకరణను అధ్యయనం చేయడానికి ఈ ఏడు జాతులపై W + W, W + OSM మరియు W + OSS1 ప్రేరణను నిర్వహించారు.
(A) గరిష్ట సంభావ్యత ఆధారంగా బూట్‌స్ట్రాప్ ఫైలోజెనెటిక్ వృక్షం [న్యూక్లియర్ గ్లూటమైన్ సంశ్లేషణ కోసం (38)] మరియు ఏడు దగ్గరి సంబంధం ఉన్న నికోటియానా జాతుల భౌగోళిక పంపిణీ (విభిన్న రంగులు) (37). (B) ఏడు నికోటియానా జాతుల జీవక్రియ ప్రొఫైల్‌ల కోసం ప్రత్యేక వైవిధ్యం యొక్క స్కాటర్ ప్లాట్ (939 MS/MS; డేటా ఫైల్ S1). జాతి స్థాయిలో, మెటాబోలోమ్ వైవిధ్యం ప్రత్యేకత డిగ్రీతో ప్రతికూలంగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. జీవక్రియ వైవిధ్యం మరియు ప్రత్యేకత మరియు JA సంచయం మధ్య జాతి-స్థాయి సహసంబంధం యొక్క విశ్లేషణ చిత్రం 2లో చూపబడింది. S9. రంగు, విభిన్న రకాలు; త్రిభుజం, W + OSS1; దీర్ఘచతురస్రం, W + OSM; (C) నికోటియానా JA మరియు JA-Ile డైనమిక్స్ OS ఉత్సాహ వ్యాప్తి ప్రకారం ర్యాంక్ చేయబడ్డాయి (టూ-వే ANOVA మరియు ట్యూకీ HSD పోస్ట్-మల్టిపుల్ కంపారిజన్, * P <0.05, ** P <0.01 మరియు ** W + OS మరియు W + W పోలిక కోసం, P <0.001). శాకాహార మరియు మిథైల్ JA (MeJA) లను అనుకరించిన తర్వాత ప్రతి జాతి యొక్క (D) వైవిధ్యం మరియు (E) ప్రత్యేకత యొక్క బాక్స్ ప్లాట్. నక్షత్రం గుర్తు W + OS మరియు W + W లేదా లానోలిన్ ప్లస్ W (Lan + W) లేదా లాన్ ప్లస్ MeJA (Lan + MeJa) మరియు లాన్ కంట్రోల్ మధ్య గణనీయమైన వ్యత్యాసాన్ని సూచిస్తుంది (రెండు-మార్గాల విశ్లేషణ, తరువాత ట్యూకీ యొక్క HSD పోస్ట్ హాక్ బహుళ పోలిక, *P<0.05, **P<0.01 మరియు ***P<0.001).
ద్వంద్వ క్లస్టర్ పద్ధతిని ఉపయోగించి, మేము 939 MS/MS యొక్క 9 మాడ్యూళ్లను గుర్తించాము (డేటా ఫైల్ S1). వివిధ చికిత్సల ద్వారా పునర్వ్యవస్థీకరించబడిన MS/MS కూర్పు జాతుల మధ్య వివిధ మాడ్యూళ్లలో బాగా మారుతుంది (పటం S8). Hj (ఇక్కడ జాతి-స్థాయి γ-వైవిధ్యంగా సూచించబడింది) మరియు δj లను దృశ్యమానం చేయడం ద్వారా, జీవక్రియ స్థలంలో వివిధ జాతులు చాలా భిన్నమైన సమూహాలుగా ఏర్పడతాయని తెలుస్తుంది, ఇక్కడ ఉత్తేజం కంటే జాతి-స్థాయి విభజన సాధారణంగా మరింత ప్రముఖంగా ఉంటుంది. N. linear మరియు N. obliquus మినహా, అవి ప్రేరణ ప్రభావాల యొక్క విస్తృత గతిశీల పరిధిని ప్రదర్శిస్తాయి (పటం 5B). దీనికి విరుద్ధంగా, N. purpurea మరియు N. obtusifolia వంటి జాతులు చికిత్సకు తక్కువ స్పష్టమైన జీవక్రియ ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉంటాయి, కానీ వాటి జీవక్రియా సముదాయం మరింత వైవిధ్యంగా ఉంటుంది. ప్రేరేపిత జీవక్రియ ప్రతిస్పందన యొక్క జాతి-నిర్దిష్ట పంపిణీ, ప్రత్యేకత మరియు గామా వైవిధ్యం మధ్య గణనీయమైన ప్రతికూల సహసంబంధానికి దారితీసింది (PCC = -0.46, P = 4.9×10-8). JAల స్థాయిలలో OS-ప్రేరిత మార్పులు మెటాబోలోమ్ స్పెషలైజేషన్‌తో సానుకూల సంబంధాన్ని, మరియు ప్రతి జాతి ప్రదర్శించే మెటబాలిక్ గామా డైవర్సిటీతో ప్రతికూల సంబంధాన్ని కలిగి ఉన్నాయి (పటం 5B మరియు పటం S9). పటం 5Cలో సాధారణంగా "సిగ్నల్ రెస్పాన్స్" జాతులుగా పిలువబడే నెపెంథెస్ నెమటోడ్స్, నెపెంథెస్ నెపెంథెస్, నెపెంథెస్ అక్యూట్, మరియు నెపెంథెస్ అటెన్యూయేటెడ్ వంటి జాతులు 30 నిమిషాల వద్ద ముఖ్యమైన సంకేతాలను కలిగించాయని గమనించడం ముఖ్యం. ఇటీవలి OS-నిర్దిష్ట JA మరియు JA-Ile వ్యాప్తిలో, నెపెంథెస్ మిల్స్, నెపెంథెస్ పౌడరీ మరియు N. ఒబ్టుసిఫోలియా వంటి "సిగ్నల్ అన్ రెస్పాన్సివ్" అని పిలువబడే ఇతర బ్యాక్టీరియాలు ఎటువంటి OS ​​నిర్దిష్టత లేకుండా JA-Ile ఎడ్జ్ ప్రేరణను మాత్రమే చూపించాయి (పటం 5C). జీవక్రియ స్థాయిలో, పైన పేర్కొన్న విధంగా, అటెన్యూయేటెడ్ నెపెంథెస్‌లో, సిగ్నల్-రెస్పాన్సివ్ పదార్థాలు OS నిర్దిష్టతను చూపించాయి మరియు δjని గణనీయంగా పెంచాయి, అదే సమయంలో Hjని తగ్గించాయి. సిగ్నల్‌కు ప్రతిస్పందించని జాతులుగా వర్గీకరించబడిన వాటిలో ఈ OS-నిర్దిష్ట ప్రైమింగ్ ప్రభావం కనుగొనబడలేదు (పటం 5, D మరియు E). సిగ్నల్‌కు ప్రతిస్పందించే జాతుల మధ్య OS-నిర్దిష్ట మెటబొలైట్‌లు తరచుగా పంచుకోబడతాయి, మరియు ఈ సిగ్నల్ క్లస్టర్‌లు బలహీనమైన సిగ్నల్ ప్రతిస్పందనలు గల జాతులతో సమూహంగా ఏర్పడతాయి, అయితే బలహీనమైన సిగ్నల్ ప్రతిస్పందనలు గల జాతులు తక్కువ పరస్పర ఆధారపడటాన్ని చూపుతాయి (పటం S8). ఈ ఫలితం, JAs యొక్క OS-నిర్దిష్ట ప్రేరణ మరియు డౌన్‌స్ట్రీమ్ మెటబొలోమ్ యొక్క OS-నిర్దిష్ట పునర్వ్యవస్థీకరణ జాతుల స్థాయిలో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయని సూచిస్తుంది.
తరువాత, మొక్కల సైటోప్లాజంలో ఉండే బాహ్య JA లభ్యత ద్వారా ఈ కప్లింగ్ పద్ధతులు పరిమితం చేయబడ్డాయో లేదో పరిశోధించడానికి, మేము మిథైల్ JA (MeJA) కలిగిన లానోలిన్ పేస్ట్‌ను మొక్కలకు ట్రీట్మెంట్ చేయడానికి ఉపయోగించాము. JA యొక్క వేగవంతమైన డీఎస్టరిఫికేషన్ జరుగుతుంది. JA యొక్క నిరంతర సరఫరా వలన, సిగ్నల్‌కు స్పందించే జాతుల నుండి సిగ్నల్‌కు స్పందించని జాతులుగా క్రమంగా మారే ధోరణిని మేము కనుగొన్నాము (పటం 5, D మరియు E). సంక్షిప్తంగా, MeJA ట్రీట్మెంట్ లీనియర్ నెమటోడ్‌లైన N. obliquus, N. aquaticus, N. pallens, మరియు N. mikimotoi ల మెటాబోలోమ్‌లను బలంగా రీప్రోగ్రామ్ చేసింది, దీని ఫలితంగా δj లో గణనీయమైన పెరుగుదల మరియు Hj లో తగ్గుదల కనిపించింది. N. purpurea లో δj లో మాత్రమే పెరుగుదల కనిపించింది, కానీ Hj లో కాదు. ఇంతకుముందు చాలా తక్కువ స్థాయిలో JAలను పోగుచేసుకుంటుందని చూపబడిన N. obtusifolia కూడా, మెటాబోలోమ్ పునర్నిర్మాణం విషయంలో MeJA ట్రీట్మెంట్‌కు సరిగా స్పందించలేదు. ఈ ఫలితాలు సిగ్నల్-ప్రతిస్పందన లేని జాతులలో JA ఉత్పత్తి లేదా సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌డక్షన్ శారీరకంగా పరిమితం చేయబడిందని సూచిస్తున్నాయి. ఈ పరికల్పనను పరీక్షించడానికి, మేము W + W, W + OSMs మరియు W + OSS1 ట్రాన్స్‌క్రిప్టోమ్ (39) ద్వారా ప్రేరేపించబడిన నాలుగు జాతులను (N. pallens, N. mills, N. pink మరియు N. microphylla) అధ్యయనం చేసాము. మెటాబోలోమ్ రీమోడలింగ్ సరళికి అనుగుణంగా, జాతులు ట్రాన్స్‌క్రిప్టోమ్ స్పేస్‌లో బాగా వేరు చేయబడ్డాయి, వాటిలో N. attenuated అత్యధిక OS-ప్రేరిత RDPIని చూపించగా, N. gracilis అత్యల్పంగా ఉంది (మూర్తి 6A). అయితే, N. oblonga ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ట్రాన్స్‌క్రిప్టోమ్ వైవిధ్యం నాలుగు జాతులలో అత్యల్పంగా ఉందని కనుగొనబడింది, ఇది గతంలో ఏడు జాతులలో చూపిన N. oblonga యొక్క అత్యధిక మెటాబోనామిక్ వైవిధ్యానికి విరుద్ధంగా ఉంది. JA సిగ్నల్‌లతో సహా, ప్రారంభ రక్షణ సిగ్నల్‌లకు సంబంధించిన జన్యువుల సమితి, నికోటియానా జాతులలో శాకాహారులకు సంబంధించిన ఎలిసిటర్ల ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ప్రారంభ రక్షణ ప్రతిస్పందనల విశిష్టతను వివరిస్తుందని మునుపటి అధ్యయనాలు చూపించాయి (39). ఈ నాలుగు జాతుల మధ్య JA సిగ్నలింగ్ మార్గాలను పోల్చి చూసినప్పుడు ఒక ఆసక్తికరమైన నమూనా వెల్లడైంది (పటం 6B). ఈ మార్గంలోని AOC, OPR3, ACX మరియు COI1 వంటి చాలా జన్యువులు ఈ నాలుగు జాతులలో సాపేక్షంగా అధిక స్థాయిలో ప్రేరణను చూపించాయి. అయితే, ఒక కీలకమైన జన్యువు, JAR4, JAను దాని జీవశాస్త్రపరంగా చురుకైన రూపమైన JA-Ile సంచిత ట్రాన్స్క్రిప్ట్‌లుగా మారుస్తుంది, మరియు దీని ట్రాన్స్క్రిప్షన్ స్థాయి చాలా తక్కువగా ఉంది, ముఖ్యంగా N. mills, Nepenthes pieris మరియు N. microphylla లలో. అదనంగా, N. bifidumలో AOS అనే మరో జన్యువు యొక్క ట్రాన్స్క్రిప్ట్ మాత్రమే కనుగొనబడలేదు. జన్యు వ్యక్తీకరణలోని ఈ మార్పులు, సిగ్నల్ ఎనెర్జిక్ జాతులలో తక్కువ JA ఉత్పత్తి వలన కలిగే తీవ్రమైన ఫినోటైప్‌లకు మరియు N. gracilis యొక్క ప్రేరణకు కారణం కావచ్చు.
(A) శాకాహార ప్రేరేపణ తర్వాత 30 నిమిషాలకు నమూనాగా తీసుకున్న, దగ్గరి సంబంధం ఉన్న నాలుగు పొగాకు జాతుల ప్రారంభ లిప్యంతరీకరణ ప్రతిస్పందనల పునఃప్రోగ్రామింగ్ యొక్క సమాచార సిద్ధాంత విశ్లేషణ. శాకాహారి OS ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ఆకులను గాయం నియంత్రణతో పోల్చడం ద్వారా RDPI లెక్కించబడుతుంది. రంగులు వేర్వేరు జాతులను, మరియు చిహ్నాలు వేర్వేరు చికిత్సా పద్ధతులను సూచిస్తాయి. (B) నాలుగు జాతుల మధ్య JA సిగ్నలింగ్ మార్గాలలో జన్యు వ్యక్తీకరణ విశ్లేషణ. సరళీకృత JA మార్గం బాక్స్ ప్లాట్ పక్కన చూపబడింది. వేర్వేరు రంగులు వేర్వేరు ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులను సూచిస్తాయి. నక్షత్రం గుర్తు W + OS చికిత్స మరియు W + W నియంత్రణ మధ్య గణనీయమైన వ్యత్యాసం ఉందని సూచిస్తుంది (జంట వ్యత్యాసాల కోసం స్టూడెంట్స్ t-పరీక్ష కొరకు, *P<0.05, **P<0.01 మరియు ***P<0.001). OPDA, 12-ఆక్సోఫైటోడైనోయిక్ ఆమ్లం; OPC-8: 0,3-ఆక్సో-2(2′(Z)-పెంటెనైల్)-సైక్లోపెంటేన్-1-ఆక్టానోయిక్ ఆమ్లం.
గత భాగంలో, వివిధ మొక్కల జాతుల జీవక్రియల పునర్నిర్మాణం ద్వారా అవి శాకాహారులను ఎలా తట్టుకోగలవో మనం అధ్యయనం చేసాము. మునుపటి పరిశోధనలు నికోటియానా ప్రజాతిపై దృష్టి సారించాయి. Ms మరియు లార్వాలకు వాటి నిరోధకత చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది (40). ఇక్కడ, ఈ నమూనాకు మరియు వాటి జీవక్రియల అనుకూలతకు మధ్య ఉన్న సంబంధాన్ని మేము అధ్యయనం చేసాము. పైన పేర్కొన్న నాలుగు పొగాకు జాతులను ఉపయోగించి, శాకాహారుల వల్ల కలిగే జీవక్రియల వైవిధ్యం మరియు ప్రత్యేకతకు, మరియు Ms మరియు Sl లకు మొక్కల నిరోధకతకు మధ్య ఉన్న సహసంబంధాన్ని పరీక్షించగా, సాధారణ జీవి అయిన Sl కు నిరోధకత, వైవిధ్యం మరియు ప్రత్యేకత అన్నీ సానుకూలంగా సహసంబంధం కలిగి ఉన్నాయని మేము కనుగొన్నాము, అయితే నిపుణులైన ఆడ జీవులకు నిరోధకతకు మరియు ప్రత్యేకతకు మధ్య సహసంబంధం బలహీనంగా ఉంది, మరియు వైవిధ్యంతో సహసంబంధం ముఖ్యమైనది కాదు (పటం S10). S1 నిరోధకతకు సంబంధించి, గతంలో JA సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌డక్షన్ స్థాయిలు మరియు జీవక్రియల అనుకూలత రెండింటినీ ప్రదర్శిస్తాయని చూపబడిన బలహీనపడిన N. chinensis మరియు N. gracilis రెండూ శాకాహారుల ప్రేరణకు చాలా భిన్నమైన ప్రతిస్పందనలను కలిగి ఉన్నాయి, మరియు అవి కూడా ఒకే విధమైన అధిక నిరోధకతను చూపించాయి. లింగం.
గత అరవై సంవత్సరాలలో, మొక్కల రక్షణ సిద్ధాంతం ఒక సైద్ధాంతిక చట్రాన్ని అందించింది, దాని ఆధారంగా పరిశోధకులు మొక్కల ప్రత్యేక మెటబొలైట్‌ల పరిణామం మరియు విధులను గణనీయమైన సంఖ్యలో అంచనా వేశారు. ఈ సిద్ధాంతాలలో చాలా వరకు బలమైన అనుమానాల (41) సాధారణ విధానాన్ని అనుసరించవు. అవి ఒకే విశ్లేషణ స్థాయిలో కీలక అంచనాలను (3) ప్రతిపాదిస్తాయి. కీలక అంచనాల పరీక్ష నిర్దిష్ట సిద్ధాంతాలను విశ్లేషించడానికి అనుమతించినప్పుడు, ఇది ఈ రంగాన్ని ముందుకు నడిపిస్తుంది. కొన్నింటికి మద్దతు లభిస్తుంది, కానీ ఇతరులను తిరస్కరిస్తుంది (42). బదులుగా, కొత్త సిద్ధాంతం విభిన్న విశ్లేషణ స్థాయిలలో అంచనాలను చేస్తుంది మరియు వివరణాత్మక పరిశీలనల యొక్క కొత్త పొరను జోడిస్తుంది (42). ఏదేమైనా, క్రియాత్మక స్థాయిలో ప్రతిపాదించబడిన రెండు సిద్ధాంతాలు, MT మరియు OD, శాకాహారుల వల్ల కలిగే ప్రత్యేక జీవక్రియ మార్పుల యొక్క ముఖ్యమైన అంచనాలుగా సులభంగా వివరించవచ్చు: OD సిద్ధాంతం ప్రకారం, ప్రత్యేక జీవక్రియ "ప్రదేశం"లో మార్పులు అత్యంత దిశాత్మకంగా ఉంటాయి. MT సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఈ మార్పులు దిశారహితంగా మరియు జీవక్రియ ప్రదేశంలో యాదృచ్ఛికంగా ఉంటాయి, మరియు అధిక రక్షణ విలువ కలిగిన మెటబొలైట్‌లను కలిగి ఉంటాయి. OD మరియు MT అంచనాల యొక్క మునుపటి పరిశీలనలు ముందుగా నిర్ణయించిన "రక్షణ" సమ్మేళనాల యొక్క ఇరుకైన సమితిని ఉపయోగించి పరీక్షించబడ్డాయి. ఈ మెటబొలైట్-కేంద్రీకృత పరీక్షలు, శాకాహారం సమయంలో మెటబొలోమ్ పునర్వ్యవస్థీకరణ యొక్క పరిధిని మరియు గమనాన్ని విశ్లేషించే సామర్థ్యాన్ని నిరోధిస్తాయి, మరియు మొక్కల మెటబొలోమ్‌లోని మార్పులను మొత్తంగా పరిమాణీకరించగల కీలక అంచనాలను కోరే స్థిరమైన గణాంక చట్రంలో పరీక్షించడానికి అనుమతించవు. ఇక్కడ, మేము కంప్యూటేషనల్ MS ఆధారంగా మెటబొలోమిక్స్‌లోని వినూత్న సాంకేతికతను ఉపయోగించాము మరియు ప్రపంచ మెటబొలోమిక్స్ స్థాయిలో ప్రతిపాదించబడిన రెండింటి మధ్య వ్యత్యాసాన్ని పరీక్షించడానికి సమాచార సిద్ధాంత వివరణకర్తల సాధారణ కరెన్సీలో డీకన్వల్యూషన్ MS విశ్లేషణను నిర్వహించాము. ఈ సిద్ధాంతం యొక్క కీలక అంచనా. సమాచార సిద్ధాంతం అనేక రంగాలలో, ముఖ్యంగా జీవవైవిధ్యం మరియు పోషక ప్రవాహ పరిశోధన సందర్భంలో (43) వర్తింపజేయబడింది. అయితే, మాకు తెలిసినంతవరకు, మొక్కల జీవక్రియ సమాచార స్థలాన్ని వివరించడానికి మరియు పర్యావరణ సంకేతాలకు ప్రతిస్పందనగా తాత్కాలిక జీవక్రియ మార్పులకు సంబంధించిన పర్యావరణ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించిన మొదటి అనువర్తనం ఇది. ప్రత్యేకించి, ఈ పద్ధతి యొక్క సామర్థ్యం, ​​శాకాహారులు వివిధ జాతుల నుండి వివిధ పరిణామ స్థాయిలలో అంతర్-జాతి స్థూల పరిణామ నమూనాలకు ఎలా పరిణామం చెందారో పరిశీలించడానికి, మొక్కల జాతుల లోపల మరియు మధ్య నమూనాలను పోల్చగల దాని సామర్థ్యంలో ఉంది. జీవక్రియ.
ప్రధాన భాగ విశ్లేషణ (PCA) బహుళ చరరాశుల డేటా సెట్‌ను పరిమాణ తగ్గింపు ప్రదేశంలోకి మారుస్తుంది, తద్వారా డేటా యొక్క ప్రధాన ధోరణిని వివరించవచ్చు. అందువల్ల, డీకన్వల్యూషన్ మెటాబోలోమ్ వంటి డేటా సెట్‌ను విశ్లేషించడానికి దీనిని సాధారణంగా ఒక అన్వేషణాత్మక పద్ధతిగా ఉపయోగిస్తారు. అయితే, పరిమాణ తగ్గింపు డేటా సెట్‌లోని కొంత సమాచారాన్ని కోల్పోయేలా చేస్తుంది మరియు పర్యావరణ సిద్ధాంతానికి ప్రత్యేకంగా సంబంధించిన లక్షణాల గురించి PCA పరిమాణాత్మక సమాచారాన్ని అందించదు, ఉదాహరణకు: శాకాహారులు ప్రత్యేక రంగాలలో (ఉదాహరణకు, సమృద్ధి, పంపిణీ మరియు విస్తరణ) జీవక్రియల వైవిధ్యాన్ని ఎలా పునర్వ్యవస్థీకరిస్తాయి? ఒక నిర్దిష్ట శాకాహారి యొక్క ప్రేరిత స్థితికి ఏ జీవక్రియలు సూచికలుగా ఉంటాయి? విశిష్టత, వైవిధ్యం మరియు ప్రేరేపణీయత దృక్కోణం నుండి, ఆకు-నిర్దిష్ట జీవక్రియ ప్రొఫైల్ యొక్క సమాచార కంటెంట్ విడదీయబడింది మరియు శాకాహారుల ఆహారం నిర్దిష్ట జీవక్రియను సక్రియం చేయగలదని కనుగొనబడింది. ఊహించని విధంగా, అమలు చేయబడిన సమాచార సిద్ధాంత సూచికలలో వివరించినట్లుగా, రెండు శాకాహారుల (రాత్రిపూట ఆహారం తీసుకునే సాధారణ శాకాహారి Sl) మరియు సోలనేసి నిపుణుడు Ms. దాడుల తర్వాత ఏర్పడిన జీవక్రియ పరిస్థితిలో పెద్ద అతివ్యాప్తి ఉందని మేము గమనించాము. వాటి ఆహారపు అలవాట్లు మరియు సాంద్రత గణనీయంగా భిన్నంగా ఉన్నప్పటికీ. OS (31)లో ఫ్యాటీ యాసిడ్-అమైనో యాసిడ్ కాంజుగేట్ (FAC) ఇనిషియేటర్. ప్రామాణికమైన గుచ్చు గాయాలకు చికిత్స చేయడానికి శాకాహారి OSను ఉపయోగించడం ద్వారా, అనుకరించిన శాకాహారి చికిత్స కూడా ఇలాంటి ధోరణినే చూపించింది. శాకాహారుల దాడులకు మొక్కల ప్రతిస్పందనను అనుకరించే ఈ ప్రామాణిక ప్రక్రియ, శాకాహారుల ఆహారపు అలవాట్లలో మార్పుల వల్ల కలిగే గందరగోళ కారకాలను తొలగిస్తుంది, ఇవి వేర్వేరు సమయాల్లో వేర్వేరు స్థాయిలలో నష్టానికి దారితీస్తాయి (34). OSMకు ప్రధాన కారణమని తెలిసిన FAC, OSS1లో JAS మరియు ఇతర మొక్కల హార్మోన్ల ప్రతిస్పందనలను తగ్గిస్తుంది, అయితే OSS1 వందల రెట్లు తగ్గుతుంది (31). అయినప్పటికీ, OSS1, OSMతో పోలిస్తే దాదాపు సమాన స్థాయిలో JA చేరడానికి కారణమైంది. క్షీణించిన నెపెంథెస్‌లో JA ప్రతిస్పందన OSM కు చాలా సున్నితంగా ఉంటుందని గతంలో నిరూపించబడింది, ఇక్కడ FAC నీటితో 1:1000 నిష్పత్తిలో పలుచన చేసినప్పటికీ దాని కార్యాచరణను కొనసాగించగలదు (44). అందువల్ల, OSM తో పోలిస్తే, OSS1 లో FAC చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, తగినంత JA వ్యాప్తిని ప్రేరేపించడానికి ఇది సరిపోతుంది. OSS1 లో మొక్కల రక్షణ ప్రతిస్పందనలను ప్రేరేపించడానికి పోరిన్-వంటి ప్రోటీన్లు (45) మరియు ఒలిగోశాకరైడ్‌లను (46) పరమాణు ఆధారాలుగా ఉపయోగించవచ్చని మునుపటి అధ్యయనాలు చూపించాయి. అయితే, ప్రస్తుత అధ్యయనంలో గమనించిన JA చేరడానికి OSS1 లోని ఈ ప్రేరకాలు కారణమా కాదా అనేది ఇంకా అస్పష్టంగా ఉంది.
వివిధ శాకాహారులు లేదా బాహ్య JA లేదా SA (సాలిసిలిక్ ఆమ్లం) (47) వాడకం వల్ల కలిగే భేదాత్మక జీవక్రియ ముద్రలను వివరించే అధ్యయనాలు తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, మొక్కల గడ్డి నెట్‌వర్క్‌లో శాకాహార జాతి-నిర్దిష్ట అంతరాయాన్ని మరియు జీవక్రియ యొక్క మొత్తం ప్రభావాన్ని ఎవరూ క్రమపద్ధతిలో అధ్యయనం చేయలేదు. ఈ విశ్లేషణ, JAలు కాకుండా ఇతర మొక్కల హార్మోన్లతో అంతర్గత హార్మోన్ నెట్‌వర్క్ అనుసంధానం శాకాహారుల వల్ల కలిగే జీవక్రియ పునర్వ్యవస్థీకరణ యొక్క విశిష్టతను రూపొందిస్తుందని మరింతగా నిర్ధారించింది. ప్రత్యేకించి, OSS1 వల్ల కలిగే దాని కంటే OSM వల్ల కలిగే ET గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉందని మేము గుర్తించాము. ఈ విధానం OSMలో ఎక్కువ FAC కంటెంట్‌తో స్థిరంగా ఉంటుంది, ఇది ET బరస్ట్‌ను ప్రేరేపించడానికి అవసరమైన మరియు సరిపోతున్న షరతు (48). మొక్కలు మరియు శాకాహారుల మధ్య పరస్పర చర్య సందర్భంలో, మొక్క-నిర్దిష్ట జీవక్రియ డైనమిక్స్‌పై ET యొక్క సిగ్నలింగ్ ఫంక్షన్ ఇప్పటికీ అడపాదడపాగా ఉంది మరియు ఒకే సమ్మేళన సమూహాన్ని మాత్రమే లక్ష్యంగా చేసుకుంటుంది. అదనంగా, చాలా అధ్యయనాలు ET యొక్క నియంత్రణను అధ్యయనం చేయడానికి ET లేదా దాని పూర్వగాములు లేదా వివిధ నిరోధకాల యొక్క బాహ్య అనువర్తనాన్ని ఉపయోగించాయి, వీటిలో ఈ బాహ్య రసాయన అనువర్తనాలు అనేక నిర్దిష్టేతర దుష్ప్రభావాలను కలిగిస్తాయి. మాకు తెలిసినంతవరకు, మొక్కల మెటాబోలోమ్ డైనమిక్స్‌ను సమన్వయం చేయడానికి బలహీనమైన ట్రాన్స్‌జెనిక్ మొక్కలను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు గ్రహించడానికి ET వాడకంలో ET పాత్ర యొక్క మొదటి పెద్ద-స్థాయి క్రమబద్ధమైన పరీక్షను ఈ అధ్యయనం సూచిస్తుంది. శాకాహారులకు ప్రత్యేకమైన ET ప్రేరణ చివరికి మెటాబోలోమ్ ప్రతిస్పందనను మాడ్యులేట్ చేయగలదు. అత్యంత ముఖ్యమైనది ET బయోసింథసిస్ (ACO) మరియు పర్సెప్షన్ (ETR1) జన్యువుల యొక్క ట్రాన్స్‌జెనిక్ తారుమారు, ఇది ఫినోలమైడ్‌ల యొక్క శాకాహారులకు ప్రత్యేకమైన డి నోవో సంచయనాన్ని వెల్లడించింది. పుట్రెసిన్ N-మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫెరేస్‌ను (49) నియంత్రించడం ద్వారా ET, JA-ప్రేరిత నికోటిన్ సంచయనాన్ని చక్కగా సర్దుబాటు చేయగలదని గతంలో చూపబడింది. అయితే, యాంత్రిక దృక్కోణం నుండి, ET ఫినోలమైడ్ ప్రేరణను ఎలా చక్కగా సర్దుబాటు చేస్తుందో స్పష్టంగా లేదు. ET యొక్క సంకేత ప్రసార విధికి అదనంగా, పాలీఅమినోఫెనాల్ అమైడ్‌ల ఉత్పత్తిని నియంత్రించడానికి జీవక్రియ ప్రవాహాన్ని S-అడెనోసిల్-1-మెథియోనిన్‌కు కూడా మళ్లించవచ్చు. S-అడెనోసిల్-1-మెథియోనిన్ అనేది ET మరియు పాలీఅమైన్ జీవసంశ్లేషణ మార్గంలో ఒక సాధారణ మధ్యస్థ పదార్థం. ET సంకేతం ఫెనాల్అమైడ్ స్థాయిని ఏ యంత్రాంగం ద్వారా నియంత్రిస్తుందనే దానిపై మరింత అధ్యయనం అవసరం.
చాలా కాలంగా, తెలియని నిర్మాణం గల అధిక సంఖ్యలో ప్రత్యేక జీవక్రియ ఉత్పన్నాల (మెటాబోలైట్స్) కారణంగా, నిర్దిష్ట జీవక్రియ వర్గాలపై తీవ్రంగా దృష్టి సారించినప్పటికీ, జీవసంబంధ పరస్పర చర్యల తర్వాత జీవక్రియ వైవిధ్యంలో వచ్చే తాత్కాలిక మార్పులను ఖచ్చితంగా అంచనా వేయడం సాధ్యపడలేదు. ప్రస్తుతం, సమాచార సిద్ధాంత విశ్లేషణ ఆధారంగా, నిష్పక్షపాత జీవక్రియ ఉత్పన్నాలపై ఆధారపడిన MS/MS స్పెక్ట్రమ్ సేకరణ యొక్క ప్రధాన ఫలితం ఏమిటంటే, శాకాహారులను తినడం లేదా శాకాహారులను అనుకరించడం వల్ల ఆకు జీవక్రియ సముదాయం (మెటాబోలోమ్) యొక్క మొత్తం జీవక్రియ వైవిధ్యం తగ్గుతూనే, దాని ప్రత్యేకత స్థాయి పెరుగుతుంది. శాకాహారుల వల్ల జీవక్రియ సముదాయం యొక్క ప్రత్యేకతలో కలిగే ఈ తాత్కాలిక పెరుగుదల, లిప్యంతరీకరణ సముదాయం (ట్రాన్స్క్రిప్టోమ్) ప్రత్యేకతలో కలిగే సినర్జిస్టిక్ పెరుగుదలతో ముడిపడి ఉంటుంది. ఈ అధిక జీవక్రియ సముదాయం ప్రత్యేకతకు అత్యధికంగా దోహదపడే లక్షణం (అధిక Si విలువను కలిగి ఉండటం) అనేది, ముందుగా గుర్తించబడిన శాకాహార విధిని కలిగిన ప్రత్యేక జీవక్రియ ఉత్పన్నం. ఈ నమూనా OD సిద్ధాంతం యొక్క అంచనాతో స్థిరంగా ఉంది, కానీ జీవక్రియ సముదాయం పునఃప్రోగ్రామింగ్ యొక్క యాదృచ్ఛికతకు సంబంధించిన MT అంచనాతో స్థిరంగా లేదు. అయితే, ఈ డేటా మిశ్రమ నమూనా (ఉత్తమ MT; చిత్రం 1B) అంచనాతో కూడా స్థిరంగా ఉంది, ఎందుకంటే తెలియని రక్షణ విధులతో ఇతర వర్గీకరించని జీవక్రియలు ఇప్పటికీ యాదృచ్ఛిక Si పంపిణీని అనుసరించవచ్చు.
ఈ పరిశోధన ద్వారా మరింతగా గ్రహించబడిన ఒక ముఖ్యమైన నమూనా ఏమిటంటే, సూక్ష్మ-పరిణామ స్థాయి (ఒకే మొక్క మరియు పొగాకు జనాభా) నుండి పెద్ద పరిణామ స్థాయి (దగ్గరి సంబంధం ఉన్న పొగాకు జాతులు) వరకు, పరిణామ వ్యవస్థీకరణ యొక్క వివిధ స్థాయిలు "ఉత్తమ రక్షణ"లో ఉన్నాయి. శాకాహారుల సామర్థ్యాలలో గణనీయమైన తేడాలు ఉన్నాయి. మూర్ మరియు ఇతరులు (20) మరియు కెస్లర్ మరియు కల్స్కే (1) స్వతంత్రంగా విట్టేకర్ (50) మొదటగా గుర్తించిన జీవవైవిధ్యం యొక్క మూడు క్రియాత్మక స్థాయిలను రసాయన వైవిధ్యం యొక్క నిర్మాణాత్మక మరియు ప్రేరిత తాత్కాలిక మార్పులుగా మార్చాలని ప్రతిపాదించారు; ఈ రచయితలు పెద్ద-స్థాయి మెటాబోలోమ్ డేటా సేకరణ విధానాలను సంగ్రహించలేదు లేదా ఈ డేటా నుండి జీవక్రియ వైవిధ్యాన్ని ఎలా లెక్కించాలో వివరించలేదు. ఈ అధ్యయనంలో, విట్టేకర్ యొక్క క్రియాత్మక వర్గీకరణకు చిన్న సర్దుబాట్లు చేయడం ద్వారా, α-జీవక్రియ వైవిధ్యాన్ని ఒక నిర్దిష్ట మొక్కలోని MS/MS స్పెక్ట్రా వైవిధ్యంగా, మరియు β-జీవక్రియ వైవిధ్యాన్ని జనాభా సమూహం యొక్క ప్రాథమిక అంతర-జాతి జీవక్రియగా పరిగణిస్తారు, మరియు γ-జీవక్రియ వైవిధ్యం సారూప్య జాతుల విశ్లేషణ యొక్క పొడిగింపుగా ఉంటుంది.
విస్తృత శ్రేణి శాకాహార జీవక్రియ ప్రతిస్పందనలకు JA సంకేతం అత్యవసరం. అయినప్పటికీ, జీవక్రియా వైవిధ్యానికి JA జీవసంశ్లేషణ యొక్క అంతరజాతి నియంత్రణ యొక్క దోహదాన్ని కఠినంగా పరిమాణాత్మకంగా పరీక్షించడం జరగలేదు, మరియు ఉన్నత స్థూల పరిణామ స్థాయిలో ఒత్తిడి-ప్రేరిత జీవక్రియ వైవిధ్యీకరణకు JA సంకేతం ఒక సాధారణ కేంద్రమా కాదా అనేది ఇప్పటికీ అంతుచిక్కనిదిగా ఉంది. నెపెంథెస్ శాకాహారుల యొక్క శాకాహార స్వభావం జీవక్రియా ప్రత్యేకతను ప్రేరేపిస్తుందని, మరియు నికోటియానా జాతుల జనాభాలో మరియు దగ్గరి సంబంధం ఉన్న నికోటియానా జాతుల మధ్య జీవక్రియా ప్రత్యేకతలోని వైవిధ్యం JA సంకేతాలతో క్రమపద్ధతిలో సానుకూల సంబంధం కలిగి ఉందని మేము గమనించాము. అదనంగా, JA సంకేతం బలహీనపడినప్పుడు, ఒకే జన్యురకం గల శాకాహారి ద్వారా ప్రేరేపించబడిన జీవక్రియ ప్రత్యేకత రద్దు చేయబడుతుంది (పటం 3, C మరియు E). సహజంగా బలహీనపడిన నెపెంథెస్ జనాభా యొక్క జీవక్రియ వర్ణపటంలోని మార్పులు చాలావరకు పరిమాణాత్మకంగా ఉన్నందున, ఈ విశ్లేషణలో జీవక్రియ β వైవిధ్యం మరియు ప్రత్యేకతలోని మార్పులు ప్రధానంగా జీవక్రియా-సమృద్ధి సమ్మేళన వర్గాల యొక్క బలమైన ఉత్తేజం వల్ల సంభవించి ఉండవచ్చు. ఈ సమ్మేళన తరగతులు మెటబోలోమ్ ప్రొఫైల్‌లో కొంత భాగాన్ని ఆక్రమించి, JA సంకేతాలతో సానుకూల సహసంబంధానికి దారితీస్తాయి.
దీనికి దగ్గరి సంబంధం ఉన్న పొగాకు జాతుల జీవరసాయన యంత్రాంగాలు చాలా భిన్నంగా ఉండటం వల్ల, జీవక్రియ ఉత్పన్నాలు గుణాత్మక కోణంలో ప్రత్యేకంగా గుర్తించబడతాయి, అందువల్ల ఇది మరింత విశ్లేషణాత్మకంగా ఉంటుంది. సంగ్రహించిన జీవక్రియ ప్రొఫైల్‌ను సమాచార సిద్ధాంతం విశ్లేషించినప్పుడు, శాకాహార ప్రేరణ జీవక్రియ గామా వైవిధ్యం మరియు ప్రత్యేకత మధ్య ఉన్న రాజీని తీవ్రతరం చేస్తుందని వెల్లడైంది. ఈ రాజీలో JA సంకేతం కేంద్ర పాత్ర పోషిస్తుంది. జీవక్రియ సముదాయ ప్రత్యేకతలో పెరుగుదల ప్రధాన OD అంచనాతో స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు JA సంకేతంతో సానుకూల సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, అయితే JA సంకేతం జీవక్రియ గామా వైవిధ్యంతో ప్రతికూల సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఈ నమూనాలు, మొక్కల OD సామర్థ్యం ప్రధానంగా JA యొక్క అనుకూలత ద్వారా నిర్ణయించబడుతుందని సూచిస్తున్నాయి, అది సూక్ష్మ పరిణామ స్థాయిలో అయినా లేదా పెద్ద పరిణామ స్థాయిలో అయినా. JA జీవసంశ్లేషణ లోపాలను అధిగమించే బాహ్య JA ప్రయోగ ప్రయోగాలు, దగ్గరి సంబంధం ఉన్న పొగాకు జాతులను, వాటి JA విధానం మరియు శాకాహారులచే ప్రేరేపించబడిన జీవక్రియ సముదాయ అనుకూలతను బట్టి, సంకేతానికి ప్రతిస్పందించే మరియు సంకేతానికి ప్రతిస్పందించని జాతులుగా విభజించవచ్చని మరింతగా వెల్లడిస్తున్నాయి. సంకేతానికి ప్రతిస్పందించని జాతులు అంతర్గత JAను ఉత్పత్తి చేయలేకపోవడం వల్ల ప్రతిస్పందించలేవు మరియు అందువల్ల శారీరక పరిమితులకు లోబడి ఉంటాయి. ఇది JA సిగ్నలింగ్ మార్గంలోని కొన్ని కీలక జన్యువులలో (N. crescens లో AOS మరియు JAR4) ఉత్పరివర్తనాల వల్ల సంభవించవచ్చు. ఈ ఫలితం, ఈ అంతరజాతి స్థూల పరిణామ నమూనాలు ప్రధానంగా అంతర్గత హార్మోన్ గ్రహణ మరియు ప్రతిస్పందనలోని మార్పుల ద్వారా నడపబడతాయని స్పష్టం చేస్తుంది.
మొక్కలు మరియు శాకాహారుల మధ్య పరస్పర చర్యతో పాటు, జీవక్రియ వైవిధ్యం యొక్క అన్వేషణ అనేది పర్యావరణానికి జీవ అనుసరణ మరియు సంక్లిష్ట ఫినోటైపిక్ లక్షణాల పరిణామంపై పరిశోధనలో అన్ని ముఖ్యమైన సైద్ధాంతిక పురోగతులకు సంబంధించినది. ఆధునిక MS పరికరాల ద్వారా సేకరించిన డేటా పరిమాణం పెరగడంతో, జీవక్రియ వైవిధ్యంపై పరికల్పన పరీక్ష ఇప్పుడు వ్యక్తిగత/వర్గ మెటబొలైట్ వ్యత్యాసాలను అధిగమించి, ఊహించని నమూనాలను వెల్లడించడానికి ప్రపంచవ్యాప్త విశ్లేషణను నిర్వహించగలదు. పెద్ద-స్థాయి విశ్లేషణ ప్రక్రియలో, డేటాను అన్వేషించడానికి ఉపయోగపడే అర్థవంతమైన మ్యాప్‌లను రూపొందించాలనే ఆలోచన ఒక ముఖ్యమైన రూపకం. అందువల్ల, నిష్పాక్షిక MS/MS మెటబొలోమిక్స్ మరియు సమాచార సిద్ధాంతం యొక్క ప్రస్తుత కలయిక యొక్క ఒక ముఖ్యమైన ఫలితం ఏమిటంటే, ఇది వివిధ వర్గీకరణ స్థాయిలలో జీవక్రియ వైవిధ్యాన్ని బ్రౌజ్ చేయడానికి మ్యాప్‌లను నిర్మించడానికి ఉపయోగపడే ఒక సరళమైన కొలమానాన్ని అందిస్తుంది. ఇది ఈ పద్ధతి యొక్క ప్రాథమిక అవసరం. సూక్ష్మ/స్థూల పరిణామం మరియు కమ్యూనిటీ జీవావరణ శాస్త్ర అధ్యయనం.
స్థూల-పరిణామ స్థాయిలో, ఎర్లిచ్ మరియు రావెన్ (51) యొక్క మొక్క-కీటకాల సహ-పరిణామ సిద్ధాంతం యొక్క సారాంశం ఏమిటంటే, జాతుల మధ్య జీవక్రియ వైవిధ్యంలోని మార్పులే మొక్కల వంశాల వైవిధ్యీకరణకు కారణమని అంచనా వేయడం. అయితే, ఈ కీలకమైన రచన ప్రచురించబడిన యాభై సంవత్సరాల నుండి, ఈ పరికల్పన చాలా అరుదుగా పరీక్షించబడింది (52). దీనికి ప్రధాన కారణం, సుదూర మొక్కల వంశాలలో పోల్చదగిన జీవక్రియ లక్షణాల యొక్క ఫైలోజెనెటిక్ లక్షణాలు. ఈ అరుదుతనాన్ని లక్ష్య విశ్లేషణ పద్ధతులను స్థిరపరచడానికి ఉపయోగించవచ్చు. సమాచార సిద్ధాంతం ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడిన ప్రస్తుత MS/MS వర్క్‌ఫ్లో, తెలియని జీవక్రియల యొక్క MS/MS నిర్మాణ సారూప్యతను (ముందస్తు జీవక్రియ ఎంపిక లేకుండా) పరిమాణీకరిస్తుంది మరియు ఈ MS/MSలను MS/MSల సమితిగా మారుస్తుంది, తద్వారా వృత్తిపరమైన జీవక్రియలో ఈ స్థూల-పరిణామ నమూనాలు వర్గీకరణ స్థాయిలో పోల్చబడతాయి. సరళమైన గణాంక సూచికలు. ఈ ప్రక్రియ ఫైలోజెనెటిక్ విశ్లేషణను పోలి ఉంటుంది, ఇది ముందస్తు అంచనా లేకుండా వైవిధ్యీకరణ లేదా లక్షణ పరిణామ రేటును పరిమాణీకరించడానికి సీక్వెన్స్ అలైన్‌మెంట్‌ను ఉపయోగించగలదు.
జీవరసాయన స్థాయిలో, ఫిర్న్ మరియు జోన్స్ (53) యొక్క స్క్రీనింగ్ పరికల్పన, గతంలో సంబంధం లేని లేదా ప్రత్యామ్నాయ మెటబొలైట్‌ల జీవసంబంధ కార్యకలాపాలను ప్రదర్శించడానికి ముడి పదార్థాలను అందించడానికి జీవక్రియ వైవిధ్యం వివిధ స్థాయిలలో నిర్వహించబడుతుందని చూపిస్తుంది. సమాచార సిద్ధాంత పద్ధతులు ఒక చట్రాన్ని అందిస్తాయి, దీనిలో మెటబొలైట్ స్పెషలైజేషన్ సమయంలో సంభవించే ఈ మెటబొలైట్-నిర్దిష్ట పరిణామ పరివర్తనలను ప్రతిపాదిత పరిణామ స్క్రీనింగ్ ప్రక్రియలో భాగంగా పరిమాణీకరించవచ్చు: ఇచ్చిన పర్యావరణం యొక్క తక్కువ నిర్దిష్టత నుండి అధిక నిర్దిష్టత నిరోధిత మెటబొలైట్‌లకు జీవసంబంధ క్రియాశీల అనుసరణ.
మొత్తమ్మీద, మాలిక్యులర్ బయాలజీ ప్రారంభ రోజుల్లో, ముఖ్యమైన మొక్కల రక్షణ సిద్ధాంతాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి, మరియు తార్కిక పరికల్పన-ఆధారిత పద్ధతులు శాస్త్రీయ పురోగతికి ఏకైక మార్గంగా విస్తృతంగా పరిగణించబడ్డాయి. దీనికి ప్రధాన కారణం మొత్తం మెటాబోలోమ్‌ను కొలవడంలో ఉన్న సాంకేతిక పరిమితులు. పరికల్పన-ఆధారిత పద్ధతులు ఇతర కారణ యంత్రాంగాలను ఎంచుకోవడంలో ప్రత్యేకంగా ఉపయోగపడినప్పటికీ, జీవరసాయన నెట్‌వర్క్‌లపై మన అవగాహనను పెంపొందించే వాటి సామర్థ్యం, ​​సమకాలీన డేటా-ఇంటెన్సివ్ సైన్స్‌లో ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్న గణన పద్ధతుల కంటే చాలా పరిమితంగా ఉంది. అందువల్ల, అంచనా వేయలేని సిద్ధాంతాలు అందుబాటులో ఉన్న డేటా పరిధికి చాలా దూరంగా ఉన్నాయి, కాబట్టి పరిశోధన రంగంలో పురోగతి యొక్క పరికల్పనా సూత్రం/పరీక్షా చక్రాన్ని రద్దు చేయలేము (4). ఇక్కడ పరిచయం చేయబడిన మెటాబోలోమిక్స్ యొక్క గణన కార్యప్రవాహం, జీవక్రియ వైవిధ్యం యొక్క ఇటీవలి (ఎలా) మరియు అంతిమ (ఎందుకు) సమస్యలపై ఆసక్తిని తిరిగి రగిలించగలదని మరియు సిద్ధాంతపరంగా మార్గనిర్దేశం చేయబడిన డేటా సైన్స్ యొక్క కొత్త శకానికి దోహదపడుతుందని మేము ఊహించాము. ఈ శకం మునుపటి తరాలను ప్రేరేపించిన ముఖ్యమైన సిద్ధాంతాలను పునఃపరిశీలించింది.
ఒక్కో మొక్కకు 10 మొక్కల ప్రతిరూపాలతో, పూస్తున్న ఒకే గులాబీ మొక్క యొక్క ఒకే లేత రంగు పిచర్ ప్లాంట్ ఆకుపై రెండవ దశ లార్వా లేదా Sl లార్వాను పెంచడం ద్వారా ప్రత్యక్ష శాకాహార దాణా నిర్వహించబడుతుంది. కీటక లార్వాలను క్లాంపులతో బిగించి, సంక్రమణ జరిగిన 24 మరియు 72 గంటల తర్వాత మిగిలిన ఆకు కణజాలాన్ని సేకరించి, త్వరగా గడ్డకట్టించి, జీవక్రియలను సంగ్రహించారు.
అత్యంత సమకాలీన పద్ధతిలో శాకాహార చికిత్సను అనుకరించండి. ఈ పద్ధతిలో, ఫాబ్రిక్ దండ పెరుగుదల దశలో మొక్క యొక్క మూడు పూర్తిగా విస్తరించిన ఆకుల మధ్య ఈనెకు ఇరువైపులా ఉన్న మూడు వరుసల ముళ్ళను ఫాబ్రిక్ నమూనా చక్రాలతో గుచ్చి, వెంటనే 1:5 పలుచన చేసిన Ms. ను పూయాలి. లేదా గ్లౌజులు ధరించిన వేళ్ళతో S1 OS ను గుచ్చిన గాయంలోకి చొప్పించాలి. పైన వివరించిన విధంగా ఒక ఆకును కోసి, ప్రాసెస్ చేయండి. ప్రాథమిక జీవక్రియలు మరియు మొక్కల హార్మోన్లను (54) సంగ్రహించడానికి ముందుగా వివరించిన పద్ధతిని ఉపయోగించండి.
బాహ్య JA ప్రయోగాల కోసం, ప్రతి జాతికి చెందిన ఆరు గులాబీ పూల మొక్కలలోని ప్రతి మొక్క యొక్క మూడు కాడల ఆకులకు 150μg MeJA కలిగిన 20μl లానోలిన్ పేస్ట్ (Lan + MeJA), మరియు 20μl లానోలిన్‌తో పాటు గాయానికి చికిత్స (Lan + W) చేస్తారు, లేదా నియంత్రణ కోసం 20μl స్వచ్ఛమైన లానోలిన్‌ను ఉపయోగిస్తారు. చికిత్స చేసిన 72 గంటల తర్వాత ఆకులను సేకరించి, ద్రవ నైట్రోజన్‌లో తక్షణమే గడ్డకట్టించి, ఉపయోగించే వరకు -80°C వద్ద నిల్వ చేశారు.
మా పరిశోధనా బృందంలో నాలుగు JA మరియు ET ట్రాన్స్‌జెనిక్ లైన్‌లు, అవి irAOC (36), irCOI1 (55), irACO మరియు sETR1 (48) గుర్తించబడ్డాయి. irAOC, JA మరియు JA-Ile స్థాయిలలో బలమైన తగ్గుదలను చూపించింది, అయితే irCOI1, JAs పట్ల సున్నితంగా లేదు. EVతో పోలిస్తే, JA-Ile చేరడం పెరిగింది. అదేవిధంగా, irACO, ET ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తుంది, మరియు EVతో పోలిస్తే, ET పట్ల సున్నితంగా లేని sETR1, ET ఉత్పత్తిని పెంచుతుంది.
ET కొలతను నాన్-ఇన్వాసివ్‌గా నిర్వహించడానికి ఒక ఫోటోఅకౌస్టిక్ లేజర్ స్పెక్ట్రోమీటర్ (సెన్సార్ సెన్స్ ETD-300 రియల్-టైమ్ ET సెన్సార్) ఉపయోగించబడుతుంది. చికిత్స చేసిన వెంటనే, సగం ఆకులను కత్తిరించి 4-ml సీల్డ్ గ్లాస్ వైల్‌లోకి మార్చారు, మరియు 5 గంటల పాటు హెడ్‌స్పేస్‌ను పేరుకుపోవడానికి అనుమతించారు. కొలత సమయంలో, ప్రతి వైల్‌ను గంటకు 2 లీటర్ల స్వచ్ఛమైన గాలి ప్రవాహంతో 8 నిమిషాల పాటు ఫ్లష్ చేశారు; ఈ గాలి, CO2 మరియు నీటిని తొలగించడానికి సెన్సార్ సెన్స్ అందించిన ఉత్ప్రేరకం గుండా ముందుగా పంపబడింది.
మైక్రోఅరే డేటా మొదట (35)లో ప్రచురించబడింది మరియు నేషనల్ సెంటర్ ఫర్ బయోటెక్నాలజీ ఇన్ఫర్మేషన్ (NCBI) జీన్ ఎక్స్‌ప్రెషన్ కాంప్రహెన్సివ్ డేటాబేస్ (యాక్సెషన్ నంబర్ GSE30287)లో సేవ్ చేయబడింది. ఈ అధ్యయనం కోసం W + OSMs చికిత్స వల్ల దెబ్బతిన్న ఆకులు మరియు దెబ్బతినని నియంత్రణకు సంబంధించిన డేటాను సంగ్రహించారు. ముడి తీవ్రత log2. గణాంక విశ్లేషణకు ముందు, R సాఫ్ట్‌వేర్ ప్యాకేజీని ఉపయోగించి బేస్‌లైన్‌ను మార్చి, దాని 75వ పర్సంటైల్‌కు సాధారణీకరించారు.
నికోటియానా జాతుల యొక్క అసలైన RNA సీక్వెన్సింగ్ (RNA-seq) డేటాను NCBI షార్ట్ రీడింగ్ ఆర్కైవ్స్ (SRA) నుండి తిరిగి పొందబడింది, ప్రాజెక్ట్ నంబర్ PRJNA301787, దీనిని జౌ మరియు ఇతరులు (39) నివేదించారు మరియు (56)లో వివరించిన విధంగా కొనసాగించబడింది. ఈ అధ్యయనంలో విశ్లేషణ కోసం నికోటియానా జాతులకు సంబంధించిన W + W, W + OSM మరియు W + OSS1 ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడిన ముడి డేటాను ఎంపిక చేసి, ఈ క్రింది విధంగా ప్రాసెస్ చేయబడింది: మొదట, ముడి RNA-seq రీడింగ్‌లు FASTQ ఫార్మాట్‌లోకి మార్చబడ్డాయి. HISAT2, FASTQను SAMగా మారుస్తుంది మరియు SAMtools, SAM ఫైల్‌లను క్రమబద్ధీకరించిన BAM ఫైల్‌లుగా మారుస్తుంది. జన్యు వ్యక్తీకరణను లెక్కించడానికి StringTie ఉపయోగించబడుతుంది మరియు దాని వ్యక్తీకరణ పద్ధతి ఏమిటంటే, ప్రతి మిలియన్ సీక్వెన్స్ చేయబడిన ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్రాగ్మెంట్‌లకు ప్రతి వెయ్యి బేస్ ఫ్రాగ్మెంట్‌లు ఉంటాయి.
విశ్లేషణలో ఉపయోగించిన అక్లెయిమ్ క్రోమాటోగ్రాఫిక్ కాలమ్ (150 మిమీ x 2.1 మిమీ; కణ పరిమాణం 2.2μm) మరియు 4 మిమీ x 4 మిమీ గార్డ్ కాలమ్ ఒకే పదార్థంతో తయారు చేయబడ్డాయి. డయోనెక్స్ అల్టిమేట్ 3000 అల్ట్రా హై పర్ఫార్మెన్స్ లిక్విడ్ క్రోమాటోగ్రఫీ (UHPLC) సిస్టమ్‌లో ఈ క్రింది బైనరీ గ్రేడియంట్ ఉపయోగించబడుతుంది: 0 నుండి 0.5 నిమిషాల వరకు, ఐసోక్రాటిక్ 90% A [డీఅయోనైజ్డ్ నీరు, 0.1% (v/v) ఎసిటోనైట్రైల్ మరియు 0.05% ఫార్మిక్ ఆమ్లం], 10% B (ఎసిటోనైట్రైల్ మరియు 0.05% ఫార్మిక్ ఆమ్లం); 0.5 నుండి 23.5 నిమిషాల వరకు, గ్రేడియంట్ ఫేజ్ వరుసగా 10% A మరియు 90% B; 23.5 నుండి 25 నిమిషాల వరకు, ఐసోక్రాటిక్ 10% A మరియు 90% B. ప్రవాహ రేటు 400μl/min. అన్ని MS విశ్లేషణల కోసం, పాజిటివ్ అయనీకరణ మోడ్‌లో పనిచేసే ఎలక్ట్రోస్ప్రే సోర్స్‌తో కూడిన క్వాడ్రపోల్ మరియు టైమ్-ఆఫ్-ఫ్లైట్ (qTOF) ఎనలైజర్‌లోకి కాలమ్ ఎలుయెంట్‌ను ఇంజెక్ట్ చేయండి (క్యాపిలరీ వోల్టేజ్, 4500 V; క్యాపిలరీ అవుట్‌లెట్ 130 V; డ్రైయింగ్ ఉష్ణోగ్రత 200°C; డ్రైయింగ్ ఎయిర్‌ఫ్లో 10 లీటర్లు/నిమిషం).
మొత్తం గుర్తించదగిన జీవక్రియ ప్రొఫైల్ గురించి నిర్మాణాత్మక సమాచారాన్ని పొందడానికి, డేటాకు సంబంధం లేని లేదా దాని నుండి వేరు చేయలేని MS / MS ఫ్రాగ్మెంట్ విశ్లేషణ (ఇకపై MS / MS అని పిలుస్తారు) చేయండి. విచక్షణారహిత MS/MS పద్ధతి యొక్క భావన క్వాడ్రుపోల్‌కు చాలా పెద్ద మాస్ ఐసోలేషన్ విండో ఉందనే వాస్తవంపై ఆధారపడి ఉంటుంది [అందువల్ల, అన్ని మాస్-టు-ఛార్జ్ నిష్పత్తి (m/z) సిగ్నల్‌లను ఫ్రాగ్మెంట్‌లుగా పరిగణించండి]. ఈ కారణంగా, ఇంపాక్ట్ II పరికరం CE టిల్ట్‌ను సృష్టించలేకపోయినందున, పెరిగిన కొలిజన్-ఇండ్యూస్డ్ డిసోసియేషన్ కొలిజన్ ఎనర్జీ (CE) విలువలను ఉపయోగించి అనేక స్వతంత్ర విశ్లేషణలు నిర్వహించబడ్డాయి. క్లుప్తంగా, మొదట నమూనాను UHPLC-ఎలక్ట్రోస్ప్రే అయనైజేషన్/qTOF-MS ద్వారా సింగిల్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ మోడ్ (ఇన్-సోర్స్ ఫ్రాగ్మెంటేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన తక్కువ ఫ్రాగ్మెంటేషన్ పరిస్థితులు) ఉపయోగించి, 5 Hz పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద m/z 50 నుండి 1500 వరకు స్కాన్ చేస్తూ విశ్లేషించండి. MS/MS విశ్లేషణ కోసం కొలిజన్ గ్యాస్‌గా నైట్రోజన్‌ను ఉపయోగించండి మరియు ఈ క్రింది నాలుగు వేర్వేరు కొలిజన్-ఇండ్యూస్డ్ డిసోసియేషన్ వోల్టేజ్‌ల వద్ద స్వతంత్ర కొలతలను నిర్వహించండి: 20, 30, 40, మరియు 50 eV. కొలత ప్రక్రియ అంతటా, క్వాడ్రుపోల్ m/z 50 నుండి 1500 వరకు అతిపెద్ద మాస్ ఐసోలేషన్ విండోను కలిగి ఉంటుంది. ఫ్రంట్ బాడీ m/z మరియు ఐసోలేషన్ విడ్త్ ప్రయోగాన్ని 200కి సెట్ చేసినప్పుడు, మాస్ రేంజ్ పరికరం యొక్క ఆపరేటింగ్ సాఫ్ట్‌వేర్ ద్వారా స్వయంచాలకంగా యాక్టివేట్ చేయబడుతుంది మరియు 0 Da. సింగిల్ మాస్ మోడ్‌లో వలె మాస్ ఫ్రాగ్మెంట్‌ల కోసం స్కాన్ చేయండి. మాస్ క్యాలిబ్రేషన్ కోసం సోడియం ఫార్మేట్ (50 ml ఐసోప్రొపనాల్, 200 μl ఫార్మిక్ యాసిడ్ మరియు 1 ml 1M NaOH జల ద్రావణం) ఉపయోగించండి. బ్రూకర్ యొక్క అధిక-ఖచ్చితత్వ క్యాలిబ్రేషన్ అల్గారిథమ్‌ను ఉపయోగించి, ఇచ్చిన కాల వ్యవధిలో సగటు స్పెక్ట్రమ్‌ను రన్ చేసిన తర్వాత డేటా ఫైల్ క్యాలిబ్రేట్ చేయబడుతుంది. రా డేటా ఫైల్‌లను NetCDF ఫార్మాట్‌లోకి మార్చడానికి డేటా అనాలిసిస్ v4.0 సాఫ్ట్‌వేర్ (బ్రూక్ డాల్టన్, బ్రెమెన్, జర్మనీ) యొక్క ఎక్స్‌పోర్ట్ ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించండి. MS/MS డేటా సెట్, MTBLS1471 అనే యాక్సెషన్ నంబర్‌తో మెటాబోలైట్స్ (www.ebi.ac.uk) అనే ఓపెన్ మెటాబోలోమిక్స్ డేటాబేస్‌లో భద్రపరచబడింది.
తక్కువ మరియు అధిక కొలిజన్ ఎనర్జీ కోసం MS1 మరియు MS/MS క్వాలిటీ సిగ్నల్స్ మధ్య సహసంబంధ విశ్లేషణ మరియు కొత్తగా అమలు చేసిన నియమాల ద్వారా MS/MS అసెంబ్లీని గ్రహించవచ్చు. ప్రికర్సర్ నుండి ప్రొడక్ట్ వరకు ఉన్న పంపిణీ యొక్క సహసంబంధ విశ్లేషణను గ్రహించడానికి R స్క్రిప్ట్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు నియమాలను అమలు చేయడానికి C# స్క్రిప్ట్ (https://github.com/MPI-DL/indiscriminant-MS-MS-assembly-pipeline) ఉపయోగించబడుతుంది.
బ్యాక్‌గ్రౌండ్ నాయిస్ వల్ల కలిగే ఫాల్స్ పాజిటివ్ లోపాలను మరియు కేవలం కొన్ని నమూనాలలో కొన్ని m/z ఫీచర్లను గుర్తించడం వల్ల కలిగే తప్పుడు సహసంబంధాన్ని తగ్గించడానికి, మేము "NA" (గుర్తించబడని పీక్) తీవ్రతను భర్తీ చేయడానికి R ప్యాకేజీ XCMS (బ్యాక్‌గ్రౌండ్ నాయిస్ సవరణ కోసం) యొక్క "ఫిల్డ్ పీక్" ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించాలి. ఫిల్డ్ పీక్ ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు, డేటా సెట్‌లో ఇంకా చాలా "0" తీవ్రత విలువలు ఉంటాయి, ఇవి సహసంబంధ గణనను ప్రభావితం చేస్తాయి. అప్పుడు, ఫిల్డ్ పీక్ ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు మరియు ఉపయోగించనప్పుడు పొందిన డేటా ప్రాసెసింగ్ ఫలితాలను పోల్చి, సగటు సవరించిన అంచనా విలువ ఆధారంగా బ్యాక్‌గ్రౌండ్ నాయిస్ విలువను గణిస్తాము, ఆపై ఈ 0 తీవ్రత విలువలను గణించిన బ్యాక్‌గ్రౌండ్ విలువతో భర్తీ చేస్తాము. మేము బ్యాక్‌గ్రౌండ్ విలువకు మూడు రెట్లు మించిన తీవ్రత ఉన్న ఫీచర్లను మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకుని, వాటిని "నిజమైన పీక్‌లు"గా భావించాము. PCC గణనల కోసం, కనీసం ఎనిమిది నిజమైన పీక్‌లు ఉన్న నమూనా ప్రికర్సర్ (MS1) మరియు ఫ్రాగ్మెంట్ డేటా సెట్‌ల యొక్క m/z సిగ్నల్‌లను మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకుంటాము.
మొత్తం నమూనాలోని ప్రికర్సర్ క్వాలిటీ ఫీచర్ యొక్క తీవ్రత, తక్కువ లేదా అధిక కొలిజన్ ఎనర్జీకి లోనైన అదే క్వాలిటీ ఫీచర్ యొక్క తగ్గిన తీవ్రతతో గణనీయంగా సహసంబంధం కలిగి ఉండి, ఆ ఫీచర్‌ను CAMERA ద్వారా ఐసోటోప్ పీక్‌గా లేబుల్ చేయకపోతే, దానిని మరింతగా నిర్వచించవచ్చు. ఆ తర్వాత, 3 సెకన్లలోపు (పీక్ రిటెన్షన్ కోసం అంచనా వేయబడిన రిటెన్షన్ టైమ్ విండో) సాధ్యమయ్యే అన్ని ప్రికర్సర్-ప్రొడక్ట్ జతలను లెక్కించడం ద్వారా సహసంబంధ విశ్లేషణ నిర్వహించబడుతుంది. m/z విలువ ప్రికర్సర్ విలువ కంటే తక్కువగా ఉండి, అది ఉద్భవించిన ప్రికర్సర్ ఉన్న డేటా సెట్‌లోని అదే నమూనా ప్రదేశంలో MS/MS ఫ్రాగ్మెంటేషన్ సంభవించినప్పుడు మాత్రమే, దానిని ఒక ఫ్రాగ్మెంట్‌గా పరిగణిస్తారు.
ఈ రెండు సాధారణ నియమాల ఆధారంగా, గుర్తించబడిన ప్రికర్సర్ యొక్క m/z కంటే ఎక్కువ m/z విలువలు ఉన్న నిర్దిష్ట ఫ్రాగ్మెంట్‌లను, మరియు ప్రికర్సర్ కనిపించే శాంపిల్ స్థానం మరియు నిర్దిష్ట ఫ్రాగ్మెంట్ ఆధారంగా మేము మినహాయిస్తాము. MS1 మోడ్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడిన అనేక ఇన్-సోర్స్ ఫ్రాగ్మెంట్‌ల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన నాణ్యతా లక్షణాలను అభ్యర్థి ప్రికర్సర్‌లుగా ఎంచుకోవడం కూడా సాధ్యమే, తద్వారా అనవసరమైన MS/MS సమ్మేళనాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి. ఈ డేటా అనవసరతను తగ్గించడానికి, స్పెక్ట్రా యొక్క NDP సారూప్యత 0.6 కంటే ఎక్కువగా ఉండి, అవి CAMERA ద్వారా వ్యాఖ్యానించబడిన "pcgroup" క్రోమాటోగ్రామ్‌కు చెందినవైతే, మేము వాటిని విలీనం చేస్తాము. చివరగా, విభిన్న కొలిజన్ ఎనర్జీల వద్ద ఒకే m/z విలువ కలిగిన అన్ని అభ్యర్థి పీక్‌లలో అత్యధిక తీవ్రత కలిగిన పీక్‌ను ఎంచుకోవడం ద్వారా, ప్రికర్సర్ మరియు ఫ్రాగ్మెంట్‌లతో అనుబంధించబడిన నాలుగు CE ఫలితాలన్నింటినీ తుది డీకన్వాల్యూటెడ్ కాంపోజిట్ స్పెక్ట్రమ్‌గా విలీనం చేస్తాము. తదుపరి ప్రాసెసింగ్ దశలు కాంపోజిట్ స్పెక్ట్రమ్ భావనపై ఆధారపడి ఉంటాయి మరియు ఫ్రాగ్మెంటేషన్ సంభావ్యతను పెంచడానికి అవసరమైన విభిన్న CE పరిస్థితులను పరిగణనలోకి తీసుకుంటాయి, ఎందుకంటే కొన్ని ఫ్రాగ్మెంట్‌లను ఒక నిర్దిష్ట కొలిజన్ ఎనర్జీ కింద మాత్రమే గుర్తించవచ్చు.
మెటబాలిక్ ప్రొఫైల్ యొక్క ప్రేరేపణను లెక్కించడానికి RDPI (30) ఉపయోగించబడింది. మార్టినెజ్ మరియు ఇతరులు (8) వివరించిన క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి MS/MS ఫ్రీక్వెన్సీ పంపిణీ యొక్క షానన్ ఎంట్రోపీని ఉపయోగించి MS/MS పూర్వగాముల సమృద్ధి నుండి మెటబాలిక్ స్పెక్ట్రమ్ వైవిధ్యం (Hj సూచిక) ఉద్భవించింది. Hj = −∑i = 1mPijlog2(Pij) ఇక్కడ Pij అనేది j-వ నమూనాలో i-వ MS/MS యొక్క సాపేక్ష ఫ్రీక్వెన్సీకి అనుగుణంగా ఉంటుంది (j = 1, 2,…, m) (i = 1, 2, …, m) t).
మెటబాలిక్ స్పెసిఫిసిటీ (Si ఇండెక్స్) అనేది, పరిగణించబడుతున్న నమూనాల మధ్య ఫ్రీక్వెన్సీకి సంబంధించి ఒక నిర్దిష్ట MS/MS యొక్క ఎక్స్‌ప్రెషన్ ఐడెంటిటీగా నిర్వచించబడింది. MS/MS స్పెసిఫిసిటీని Si = 1t (∑j = 1tPijPilog2PijPi) గా లెక్కిస్తారు.
ప్రతి j నమూనా యొక్క మెటాబోలోమ్-నిర్దిష్ట δj సూచికను మరియు MS/MS నిర్దిష్టత యొక్క సగటును కొలవడానికి కింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించండి δj = ∑i = 1mPijSi
MS/MS స్పెక్ట్రాలను జంటలుగా అమర్చి, ఆ రెండు స్కోర్‌ల ఆధారంగా సారూప్యతను లెక్కిస్తారు. మొదట, ప్రామాణిక NDP (దీనిని కోసైన్ కోరిలేషన్ పద్ధతి అని కూడా అంటారు) ఉపయోగించి, స్పెక్ట్రాల మధ్య సెగ్మెంట్ సారూప్యతను స్కోర్ చేయడానికి కింది సమీకరణాన్ని వాడండి: NDP = (∑iS1 & S2WS1, iWS2, i) 2∑iWS1, i2∑iWS2, i2 ఇక్కడ S1 మరియు S2 లు స్పెక్ట్రమ్ 1 మరియు స్పెక్ట్రమ్ 2 లకు అనుగుణంగా ఉంటాయి, అలాగే WS1, i మరియు WS2 లకు, i అనేది పీక్ తీవ్రత ఆధారంగా ఉండే వెయిట్‌ను సూచిస్తుంది, దీని ప్రకారం రెండు స్పెక్ట్రాల మధ్య i-వ ఉమ్మడి పీక్ యొక్క వ్యత్యాసం 0.01 Da కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. మాస్‌బ్యాంక్ సూచించిన ప్రకారం, ఈ వెయిట్‌ను కింది విధంగా లెక్కిస్తారు: W = [పీక్ తీవ్రత] m [నాణ్యత] n, ఇక్కడ m = 0.5, n = 2.
రెండవ స్కోరింగ్ పద్ధతిని అమలు చేశారు, దీనిలో MS/MS మధ్య పంచుకోబడిన NLను విశ్లేషించడం జరిగింది. ఈ ప్రయోజనం కోసం, MS ఫ్రాగ్మెంటేషన్ ప్రక్రియలో తరచుగా ఎదురయ్యే 52 NL జాబితాలను, మరియు బలహీనపడిన నెపెంథెస్ జాతుల ద్వితీయ జీవక్రియల MS/MS స్పెక్ట్రమ్ కోసం గతంలో వ్యాఖ్యానించబడిన మరింత నిర్దిష్టమైన NL (డేటా ఫైల్ S1)ను కలిపి ఉపయోగించాము (9, 26). ప్రతి MS/MS కోసం 1 మరియు 0 లతో ఒక బైనరీ వెక్టర్‌ను సృష్టించండి, ఇది వరుసగా కొన్ని NLలు ప్రస్తుతం ఉండటానికి మరియు లేకపోవడానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. యూక్లిడియన్ దూర సారూప్యత ఆధారంగా, ప్రతి జత బైనరీ NL వెక్టర్ల కోసం NL సారూప్యత స్కోర్‌ను లెక్కిస్తారు.
ద్వంద్వ క్లస్టరింగ్ చేయడానికి, మేము DiffCoEx అనే R ప్యాకేజీని ఉపయోగించాము, ఇది వెయిటెడ్ జీన్ కో-ఎక్స్‌ప్రెషన్ అనాలిసిస్ (WGCNA) యొక్క పొడిగింపుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. MS/MS స్పెక్ట్రా యొక్క NDP మరియు NL స్కోరింగ్ మాత్రికలను ఉపయోగించి, తులనాత్మక సహసంబంధ మాత్రికను లెక్కించడానికి మేము DiffCoEx ను ఉపయోగించాము. బైనరీ క్లస్టరింగ్ అనేది "cutreeDynamic" పరామితిని method = "hybrid", cutHeight = 0.9999, deepSplit = T, మరియు minClusterSize = 10 గా సెట్ చేయడం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. DiffCoEx యొక్క R సోర్స్ కోడ్ Tesson et al. (57) వారి అదనపు ఫైల్ 1 నుండి డౌన్‌లోడ్ చేయబడింది; అవసరమైన R WGCNA సాఫ్ట్‌వేర్ ప్యాకేజీని https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA లో కనుగొనవచ్చు.
MS/MS మాలిక్యులర్ నెట్‌వర్క్ విశ్లేషణను నిర్వహించడానికి, మేము NDP మరియు NL సారూప్య రకాల ఆధారంగా జత చేసిన స్పెక్ట్రల్ కనెక్టివిటీని లెక్కించాము మరియు CyFilescape yFiles లేఅవుట్ అల్గోరిథం ఎక్స్‌టెన్షన్ అప్లికేషన్‌లో ఆర్గానిక్ లేఅవుట్‌ను ఉపయోగించి నెట్‌వర్క్ టోపోలాజీని దృశ్యమానం చేయడానికి సైటోస్కేప్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగించాము.
డేటాపై గణాంక విశ్లేషణ చేయడానికి R వెర్షన్ 3.0.1ని ఉపయోగించండి. ద్విమార్గ విశ్లేషణ (ANOVA) ద్వారా గణాంక ప్రాముఖ్యతను అంచనా వేశారు, దాని తర్వాత ట్యూకీ యొక్క నిజాయితీగా ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం (HSD) పోస్ట్-హాక్ పరీక్షను నిర్వహించారు. శాకాహార చికిత్స మరియు నియంత్రణ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని విశ్లేషించడానికి, ఒకే వ్యత్యాసం ఉన్న రెండు నమూనాల సమూహాల యొక్క ద్విముఖ పంపిణీని స్టూడెంట్స్ t పరీక్షను ఉపయోగించి విశ్లేషించారు.
ఈ వ్యాసానికి సంబంధించిన అనుబంధ సమాచారం కోసం, దయచేసి http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/24/eaaz0381/DC1 ని చూడండి.
ఇది క్రియేటివ్ కామన్స్ అట్రిబ్యూషన్-నాన్-కమర్షియల్ లైసెన్స్ నిబంధనల క్రింద పంపిణీ చేయబడిన ఒక ఓపెన్ యాక్సెస్ వ్యాసం. ఈ లైసెన్స్ ప్రకారం, తుది ఉపయోగం వాణిజ్య లాభం కోసం కానంత వరకు మరియు అసలు రచన సరైనదనే ప్రాతిపదిక ఉన్నంత వరకు, దీనిని ఏ మాధ్యమంలోనైనా ఉపయోగించడానికి, పంపిణీ చేయడానికి మరియు పునరుత్పత్తి చేయడానికి అనుమతి ఉంది. రిఫరెన్స్.
గమనిక: మీరు ఈ పేజీకి సిఫార్సు చేసే వ్యక్తికి, మీరు ఆ ఇమెయిల్‌ను వారు చూడాలని కోరుకుంటున్నారని మరియు అది స్పామ్ కాదని తెలియజేయడం కోసమే మేము మిమ్మల్ని మీ ఇమెయిల్ చిరునామాను ఇవ్వమని అడుగుతున్నాము. మేము ఏ ఇమెయిల్ చిరునామాలను సేకరించము.
మీరు సందర్శకులా కాదా అని పరీక్షించడానికి మరియు ఆటోమేటిక్ స్పామ్ సమర్పణను నివారించడానికి ఈ ప్రశ్న ఉపయోగించబడుతుంది.
సమాచార సిద్ధాంతం ప్రత్యేక జీవక్రియా సముదాయాల పోలికకు మరియు పరీక్ష రక్షణ సిద్ధాంతాల అంచనాకు ఒక సార్వత్రిక సాధనాన్ని అందిస్తుంది.
సమాచార సిద్ధాంతం ప్రత్యేక జీవక్రియా సముదాయాల పోలికకు మరియు పరీక్ష రక్షణ సిద్ధాంతాల అంచనాకు ఒక సార్వత్రిక సాధనాన్ని అందిస్తుంది.
©2021 అమెరికన్ అసోసియేషన్ ఫర్ ది అడ్వాన్స్‌మెంట్ ఆఫ్ సైన్స్. అన్ని హక్కులు ప్రత్యేకించబడ్డాయి. AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef మరియు COUNTERకి భాగస్వామి. సైన్స్ అడ్వాన్సెస్ ISSN 2375-2548.