在生命科学的领域，基因表达和代谢活动共同驱动着生物体的生长发育和环境适应。单一的转录组数据只能看到基因的表达动态，难以全面解析生命机制，而代谢组作为生物的生理状态的直接反映查配资平台的网站，可以关联表型，刚好弥补了这一缺陷。近年来，转录+代谢联合分析成为揭示生物分子机制的热门策略，可以得到1+1＞2的机制挖掘。
转录+代谢的常见应用场景：
抗逆品种筛选：通过分析胁迫下作物的转录-代谢谱，筛选抗病耐旱的关键基因与代谢物，加速育种进程。 医学领域：转录组揭示癌基因表达异常，代谢组追踪异常代谢通路，联合分析可定位潜在治疗靶点。 共生微生物功能挖掘：如根瘤菌与植物的共生固氮过程，转录-代谢联合分析可揭示信号分子（如黄酮类）与固氮基因的协同调控机制。 污染物降解机制：微生物降解污染物时的基因表达变化与代谢产物联合分析，可优化生物修复策略。是不是有很多小伙伴对于转录+代谢怎么进行联合分析，分别能得到什么样的结果存在疑惑呢？没关系，今天带大家解读一篇凌恩客户发表于《Chemosphere》（IF=8.1）的研究论文，让您轻松掌握“转录+代谢”多组学联合分析。
客户案例
展开剩余74%研究背景：
稻瘟病由稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）引起，是水稻的 “癌症”，全球每年因稻瘟病损失的水稻可养活 6000 万人。传统化学农药易导致耐药性和环境污染，因此生物基纳米材料（如壳聚糖纳米颗粒）成为研究热点。本研究通过转录组+代谢组联合分析，解析壳聚糖纳米颗粒（M-CNPs）的抗真菌分子机制。
转录组分析
差异基因（DEGs）筛选：
检测到 2102 个差异基因（DEGs），其中 1186 个上调、916 个下调，富集于细胞膜生物合成、转录调控等通路。
几丁质合成酶基因（MGG_09551）、磷脂合成基因（MGG_03920）表达量降低，导致细胞壁与细胞膜结构缺陷。几丁质是真菌细胞壁的核心成分，其合成受阻直接削弱菌丝机械强度。
黄曲霉毒素合成基因（aflR）及核糖体成熟相关基因（rpl22）表达下调，抑制病原菌毒性与蛋白合成能力。
细胞周期调控基因（cdc2）与应激响应基因（hsp90）表达异常，导致了细胞增殖停滞。
图 M-CNPs 处理后稻瘟菌差异基因的 KEGG 通路富集分析（红色为上调，蓝色为下调）
代谢组分析
差异代谢物（DEMs）筛选：
鉴定出 713 个差异代谢物（DEMs），涉及脂质代谢、氨基酸代谢和 TCA 循环等通路
三羧酸循环（TCA cycle）关键代谢物（如柠檬酸、琥珀酸）含量下降 50% 以上，提示线粒体功能受损，能量供应中断。
组氨酸、亮氨酸等必需氨基酸合成前体减少，抑制蛋白合成；同时，毒性代谢物（如丙氨酸）积累，加剧细胞损伤。不饱和脂肪酸合成通路（如亚油酸代谢）相关代谢物下调，导致细胞膜流动性下降，进一步破坏细胞完整性。
M-CNPs显著干扰稻瘟菌的能量代谢、氨基酸代谢及脂质代谢。
图 M-CNPs 处理后稻瘟菌差异代谢物
转录-代谢联合分析
联合分析：
通过整合转录组与代谢组数据，构建了M-CNPs抗稻瘟菌的“基因-代谢物”核心机制网络，证实细胞膜合成基因（如MGG_09551）与几丁质降解代谢物负相关，验证了细胞壁破坏机制。
图 共表达网络分析
结语
稻瘟菌的抗菌机制到作物抗逆研究，转录+代谢联合分析正不断突破单一技术的局限，成为解码生命复杂性的核心工具。无论是筛选抗病基因、挖掘各种疾病治疗药物靶点，还是优化微生物功能，这一多组学联合方法都能为研究者提供思路。
凌恩 专注多组学联合分析多年，已助力客户在Advanced Science、Cell、Microbiome等期刊发表多篇研究成果，从实验设计、建库测序到数据分析，为您提供全流程服务，让您的科研顺风顺水。
参考文献
Integrative transcriptomic and metabolomic analyses reveals the toxicity and mechanistic insights of bioformulated chitosan nanoparticles against Magnaporthe oryzae.Chemosphere查配资平台的网站,2024
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