脂质作为植物体内的一类重要化合物，不仅构成了细胞膜的基本骨架，还参与了能量储存、信号传导、细胞通讯、物质运输等多种生物学过程。脂质组学作为系统研究植物体内所有脂质分子的特性及其生物学功能的学科，为我们提供了全面理解植物脂质代谢及其调控机制的工具。植物有成千上万种脂质分子，根据它们的结构和化学性质可以分为脂肪酸（Fatty acid）、甘油酯（Glycerolipids）、甘油磷脂（Glycerol-phospholipids）、鞘脂（Sphingolipids）和甾醇（Sterols）。

叶绿体是绿色植物进行光合作用的主要场所，其中类囊体是叶绿体中的一种单层膜囊状结构，类囊体的存在增大了叶绿体的膜面积，从而增大了受光面积。植物类囊体膜上分布着多种色素蛋白复合物和脂质，但脂质成分中大约一半是糖脂质，主要包括双半乳糖甘油二酯(DGDG)、硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDG) 和单半乳糖甘油二酯(MGDG)。这些膜脂对植物光合作用和生长发育至关重要，深入了解植物类囊体膜中主要脂质结构、功能及其生物合成，有助于阐明光合作用光能及物质转化的调控机理。

拜谱生物全新推出PLT5500植物高通量靶向脂质组产品，多针检测5500+脂质分子，其中植物类囊体膜上主要糖脂质1000+，提供绝对定量数据和丰富的数据分析内容，为一线科研工作者探究脂质在植物研究中的重要作用提供支持。欢迎大家咨询!

植物靶向脂质自建数据库：5500+

技术优势

项目流程

项目经验（部分）

应用方向

一、案例分析

脂质与非生物胁迫

文章题目：Mechanisms of Spirodela polyrhiza tolerance to FGD wastewater-induced heavy-metal stress: Lipidomics, transcriptomics, and functional validation

发表杂志：Journal of Hazardous Materials IF：12.2 2024

与陆生被子植物不同，淡水水生被子植物浮萍(Spirodela polyrhiza)直接生长在水中，对重金属胁迫有明显的反应。植物在重金属胁迫下积累代谢物，包括脂质和碳水化合物，但它们如何平衡代谢物水平尚不清楚，介导重金属胁迫反应的基因网络仍不清楚。本研究表明，烟气脱硫（FGD）废水诱导的重金属胁迫降低绿素含量，抑制了生长，减少了膜脂的生物合成，并刺激了膜脂的降解，导致甘油三酯和碳水化合物的积累。在FGD废水处理装置中，单半乳糖二酰基甘油的降解产物主要是多不饱和脂肪酸(18:3)，被掺入三酰基甘油中。参与早期脂肪酸生物合成、β-氧化和脂质降解的基因上调，而参与角质层蜡质生物合成的基因下调。转录因子基因WRINKLED3 (SpWRI3)在FGD废水处理植株中表达上调，其异位表达增加了转基因拟南芥对FGD废水的耐受性。转基因拟南芥在胁迫下谷胱甘肽含量增加，丙二醛含量降低，表明SpWRI3基因参与了浮萍对FGD废水重金属胁迫的耐受。这些结果为提高植物对重金属胁迫的耐受性提供了基础。

图1 文章技术路线

（图源：Muthan, Bagyalakshmi et al., J Hazard Mater. 2024）

图2 (A)烟气脱硫废水重金属胁迫降解单半乳糖基二酰基甘油(MGDG)和双半乳糖基二酰基甘油(DGDG)，并随后将18:3游离脂肪酸掺入TAG的示意图。(B)淀粉降解、碳循环和淀粉粒度增加的示意图。

（图源：Muthan, Bagyalakshmi et al., J Hazard Mater. 2024）

脂质与生长发育

文章题目：LIPID TRANSFER PROTEIN4 regulates cotton ceramide content and activates fiber cell elongation

发表杂志：PLANT PHYSIOLOGY IF：7.4 2023

细胞伸长是植物生长发育的基本过程。研究表明，脂质代谢在细胞伸长中起重要作用；然而，相关的功能机制仍然是未知的。在这里，文章报道了棉花(Gossypium hirsutum)脂质转移蛋白4 (GhLTP4)通过提高神经酰胺(Cers)含量和激活生长素反应途径来促进纤维细胞伸长。此外，生长素含量和吲哚-3-乙酸(IAA)反应基因的转录水平在GhLTP4过表达的棉纤维中显著增加。Cers的外源施用促进了纤维伸长，而NPA（N-1-萘二酸，一种极性生长素运输抑制剂）抵消了这种促进作用，表明IAA在Cers的下游发挥调节纤维伸长的功能。研究结果为脂质和生长素信号通路之间的复杂相互作用提供了见解，以促进植物细胞伸长。

图3 WT和GhLTP4转基因品系10-dpa纤维的脂肪酸和脂质分析

（图源：Duan, Yujia et al. , Plant Physiol. 2023）

图4 GhLTP4调控棉纤维细胞伸长的模式图

（图源：Duan, Yujia et al. , Plant Physiol. 2023）

脂质与植物营养

文章题目：Shotgun lipidomics reveals the changes in phospholipids of brown rice during accelerated aging

发表杂志：FOOD RESEARCH INTERNATIONAL IF：8.1 2023

糙米具有较高的营养价值，越来越受到人们的关注；然而，糙米在老化过程中磷脂分子种类的变化却知之甚少。本研究采用脂质组学研究了4个糙米品种(2个粳稻品种和2个籼稻品种)在加速老化过程中磷脂分子种类的变化。共鉴定出64种磷脂分子种类，其中大多数富含多不饱和脂肪酸。对于粳稻，磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰甘油(PG)在加速老化过程中逐渐减少。然而，在加速老化过程中，籼米中的PC、PE和PG含量没有表现出差异。

在加速老化过程中，从四种糙米中筛选出显著不同的磷脂分子种类。基于这些显著不同的磷脂，描述了加速老化过程中包括甘油磷脂代谢和亚油酸代谢在内的代谢途径。本研究结果有助于解释加速老化对糙米磷脂的影响，并有助于理解磷脂降解与糙米劣变之间的关系。

图5 磷脂分子种类的柱状图及热图

（图源：Huang, Shanshan et al. ,Food Res Int. 2023）

图6 脂质组学数据多元统计分析及通路富集分析

（图源：Huang, Shanshan et al. ,Food Res Int. 2023）

二、拜谱小结

脂质是生命有机体中一类难溶于水而易溶于氯仿、醇、醚等非极性有机溶剂的重要化合物，可以参与并调节多种生命活动，并且在植物应答非生物胁迫 (盐胁迫、干旱胁迫和温度胁迫等) 过程中发挥着重要生理功能。但长期以来，对于脂质的研究多集中于动物细胞和医学领域，却疏于关注植物研究领域。拜谱生物隆重推出PLT5500植物高通量靶向脂质组产品，结合组学技术，在多个层面对脂质应答逆境胁迫的分子调控网络进行研究，从而更加全面系统地揭示植物脂质应答逆境胁迫机理。拜谱生物作为国内领先的多组学公司，可提供完善成熟的蛋白组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系。敬请咨询！

参考文献

1.Muthan B,Wang J,Welti R, et al. Mechanisms of Spirodela polyrhiza tolerance to FGD wastewater-induced heavy-metal stress: Lipidomics, transcriptomics, and functional validation. J Hazard Mater. 2024;469:133951. doi:10.1016/j.jhazmat.2024.133951

2.Duan Y,Shang X,He Q, et al. LIPID TRANSFER PROTEIN4 regulates cotton ceramide content and activates fiber cell elongation. Plant Physiol. 2023;193 (3):1816-1833. doi:10.1093/plphys/kiad431

3.Huang S,Zhang D,Wang Q, et al. Shotgun lipidomics reveals the changes in phospholipids of brown rice during accelerated aging. Food Res Int. 2023;171:113073. doi:10.1016/j.foodres.2023.113073