转录组-代谢组联合分析(Transcriptomics-Metabolomics Integrated
Analysis)是系统生物学中解析“基因表达调控如何影响代谢表型”的核心策略,广泛应用于植物逆境响应、疾病机制、药物作用、微生物发酵、食品营养等领域。
通过整合mRNA水平变化(转录组)与小分子代谢物丰度变化(代谢组),可构建“基因–酶–代谢物”调控网络,揭示生物学过程的上游驱动机制与下游功能输出。
关键分析方法
1. 通路映射与富集关联(Pathway-Centric Integration)
步骤:
转录组:KEGG/GO 富集分析;
代谢组:KEGG/PlantCyc/MetaCyc 通路注释;
取交集通路:如“黄酮合成通路”中既有结构基因上调(CHS、FLS),又有槲皮素、山奈酚积累。
工具:
MetaboAnalyst(支持 transcript-metabolite joint pathway analysis)
KEGG Mapper(Search&Color Pathway)
注意:需统一物种数据库(如拟南芥用 AraCyc,人用 HMDB)。
2. 相关性网络分析(Correlation-Based Integration)
原理:计算 DEGs 与 DAMs 的Pearson/Spearman 相关系数,构建共表达网络。
筛选条件:
|r| > 0.8,p < 0.05;
基因与代谢物在同一通路;
可视化:
Cytoscape(生成“基因-代谢物”互作网络);
展示正相关(激活)或负相关(抑制)关系。
示例:
PAL 基因表达 ↑ ↔ 肉桂酸含量 ↑(r=0.92)→ 支持 PAL 是限速酶。
3. 高级多组学整合模型

来源:网络