近日，生命与环境科学学院/质谱成像与代谢组学国家民委重点实验室的王晓东教授和薛堃副教授团队，在MALDI源质谱成像新应用领域方面——以MALDI-MSI技术评估转基因大豆脂质组和蛋白质组的非预期效应连续取得两项重要进展，相关研究成果以“Spatial lipidomics of EPSPS and PAT transgenic and non-transgenic soybean seeds using matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging” “In situ proteomic analysis of herbicide-resistant soybean and hybrid seeds via matrix-assisted laser desorption/ionization-mass spectrometry imaging”为题，连续发表在农林科学综合权威期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中国科学院一区，IF=6.1）上，其中脂质组学研究论文被遴选为期刊封面文章(Front Cover)，这也是王晓东教授团队近三年来连续发表的第五篇封面论文。

DOI: 10.1021/as/jafc.3c01377

DOI：10.1021/acs.jafc.3c00301

近年来，基质辅助激光解析电离质谱成像（MALDI-MSI）作为一种发展较为成熟的分子影像技术，具有高通量、高灵敏度、无需标记等优势，普遍适用于生物样本表面蛋白质、多肽、脂类、能量代谢产物等多种生物分子成像分析。目前MALDI-MSI技术已被广泛应用于医学、动物学、植物学、药理学等诸多基础研究领域，极大地推动了各类空间组学的研究进展，为各领域的研究带来了革命性的变化。MALDI-MSI在作物科学中的应用也越来越受到人们的关注。

脂质和蛋白质是大豆种子的主要营养组成成分，在能量储存、信号转导和新陈代谢等生物过程中发挥多种重要作用。脂质组学和蛋白质组学分析已被用于评估转基因作物的安全性，为理解转基因相关的变化提供了必要的信息。新兴分子成像技术MALDI-MSI的应用有助于准确评估外源基因引入对脂质组和蛋白质组的影响，对于提高我们对转基因大豆非预期效应的认识开辟了新思路。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.3c01377

基于MALDI-MSI空间组学研究首次发现外源耐除草剂基因EPSPS和PAT的插入和表达引起大豆种子中部分内源分子分布的非预期变化。空间脂质组学研究表明，转基因大豆和非转基因大豆种子中共检测到184种脂质，其中22种脂质为转基因大豆种子特有，19种脂质为非转基因大豆种子特有，143种脂质为二者共有。经多元统计学分析显示：18种脂质在转基因和非转基因大豆种子中表达丰度和空间分布具有显著差异，这些脂质主要属于磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、三酰甘油（TAG）和胞苷二磷酸二酰甘油（CDP-DAG）等。空间蛋白质组学研究表明，转基因与非转基因大豆蛋白质差异最小，野生大豆与其它大豆种子蛋白质差异最大；F2种子同时具有亲本的蛋白质特征。结合UPLC-Q-TOF-MS技术成功鉴定了22个显著差异表达蛋白质，其中13种差异表达蛋白质为野生大豆特有，而且在转基因大豆和F2种子中并未发现致敏蛋白质的非预期上调表达。研究表明MALDI-MSI技术是评估外源基因（EPSPS和PAT）引入而造成大豆内源性分子表达和分布差异的有效方法。该系列研究为评估转基因对植物的非预期效应提供了一种新的可视化研究方法。相信，随着MALDI-MSI技术在转基因研究领域的广泛应用将进一步有助于我们加深对转基因植物非预期效应更直观、精准理解。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.3c00301

该系列研究工作得到了国家自然科学基金（31770384和32171656）、国家科技创新2030-重大项目（2022ZD04021）、国家民委中青年英才项目（10301-0190040110）、中央民族大学青年学术团队项目（10301-02200301）、国家民委重点实验室建设基金（10301-02200303）等资助。学院2019级博士生任振涛为该系列论文的第一作者，王晓东教授、薛堃副教授、刘标研究员（南京环境科学研究所）为该系列论文的通讯作者。

（王晓东供稿，周宜君 金军 王乔审校）