mGWAS (metabolome Genome-Wide Association Study)指基于代謝組學的全基因組關聯(lián)分析，是將代謝組數(shù)據(jù)作為表型，與基因型數(shù)據(jù)進行關聯(lián)分析的一種方法。由于代謝組數(shù)據(jù)對表型鑒定更為精細，因此關聯(lián)分析的精度比傳統(tǒng)GWAS分析更高。

海南大學和華中農(nóng)業(yè)大學的羅杰教授團隊在mGWAS領域建樹頗豐，近年來已有10余篇相關研究發(fā)表在高分雜志上。

2020年12月7日，《Nature Plants》雜志在線發(fā)表了羅杰教授團隊的新文章《Selection of a subspecies-specific diterpene gene cluster implicated in rice disease resistance》，該篇研究針對水稻中雙萜化合物的合成通路相關基因簇進行了深度解析。雙萜類化合物是水稻中植物抗菌素的主要種類之一，本研究在7號染色體（DGC7）上發(fā)現(xiàn)了完整編碼5,10-雙酮蓖麻烯（單環(huán)蓖麻烯衍生物的成員）整個生物合成途徑的一個基因簇。

文章采用代謝組檢測技術(shù)——廣泛靶向代謝組檢測技術(shù)，實現(xiàn)高通量、高靈敏、廣覆蓋、無差異的檢測近1000種代謝物，助力代謝組學和多組學研究。

水稻中雙萜基因簇的鑒定

本研究使用超高效液相色譜三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀LCMS-8060，對采用相應候選物侵染或未侵染的本氏煙草葉片進行代謝譜分析，10-酮蓖麻烯和5,10-雙酮蓖麻烯對照品從水稻葉中純化得到。

5,10-雙酮蓖麻烯的質(zhì)譜圖

圖a為本氏煙草葉中同時過表達OsTPS28，OsCYP71Z2和OsCYP71Z21的產(chǎn)物

圖b為5,10-雙酮蓖麻烯標準品

本文中使用的串聯(lián)質(zhì)譜儀LCMS-8060和GCMS-TQ8040（拍攝于華中農(nóng)業(yè)大學作物遺傳改良國家重點實驗室）