摘要:随着农业现代化、药用植物产业化需求升级,科研与产业端对植物代谢研究的精度和广度提出更高要求:例如育种企业需快速锁定 “高抗逆 + 高产量” 的代谢标志物,药用植物企业需建立活性成分(如丹参酮、青蒿素)的精准定量标准,科研机构需完整解析植物逆境响应的代谢通路。这
随着农业现代化、药用植物产业化需求升级,科研与产业端对植物代谢研究的精度和广度提出更高要求:例如育种企业需快速锁定 “高抗逆 + 高产量” 的代谢标志物,药用植物企业需建立活性成分(如丹参酮、青蒿素)的精准定量标准,科研机构需完整解析植物逆境响应的代谢通路。这些需求推动代谢组学从 “基础研究工具” 向 “产业应用支撑技术” 转型,但当前技术体系却难以跟上需求升级的步伐。
正是基于植物代谢组学研究的迫切需求、核心痛点及传统技术的固有局限,植物广靶定量代谢组学技术的出现成为必然,2025年9月百迈客生物联合百谱生物发布“新一代植物广靶定量代谢组学技术”,中国科学院海洋研究所段德麟研究员、北京大学现代农业研究院王旭教授、中国科学院海洋研究所张立涛副研究员、SCIEX 中国市场开发经理方晶晶等行业专家及企业代表受邀出席本次发布会。
新一代植物广靶定量代谢组学技术它并非简单的技术迭代,而是针对 “灵敏度、数据库、定量性” 三大痛点的 “多维度解决方案”,其必要性体现在三方面:
填补 “高灵敏度 + 广覆盖” 的空白:AB SCIEX QTRAP7500 高灵敏度检测平台,将检测限降低一个数量级,可精准捕捉 pg/mL 级痕量物质(如植物激素、胁迫信号分子),同时覆盖 70000+ 种代谢物,既解决 “漏检” 问题,又避免 “覆盖窄” 局限;
补充 “植物专属数据库” 的缺失:构建7万 + 植物专属物质库(涵盖小麦、番茄、藻类等植物的特有代谢物),针对植物次生代谢物(如黄酮、生物碱)优化识别算法,解决 “认不出” 植物特有代谢物的问题;
填补 “物质含量 + 广覆盖” 的空白:融合稳定同位素内标与基质匹配校正技术,实现 70000 + 种代谢物的半定量(误差<15%),首次达成 “测得多、测得准、知含量” 的协同,让研究成果可直接转化为育种标准、品质控制方案,真正打通 “科研 - 产业” 转化链路。
简言之,植物广靶定量代谢组学技术的诞生,正是为了突破传统技术无法兼顾 “全、准、敏” 的固有瓶颈,针对性解决植物研究领域长期存在的核心痛点,为植物抗逆机制解析、优质品种培育、药用植物品质调控等场景提供 “一站式解决方案”,这也是其获得与会专家高度认可的核心原因。
Q:长远来看,从海带、紫菜这类常见经济海藻的品质研究角度,代谢组技术能推动其代谢机制研究实现哪些创新发展?
A:海带、紫菜等经济海藻的代谢组技术研究,不仅能精准解析其营养、风味等品质形成的分子机制,更能通过揭示其合成代谢物的生物活性与功能,为国防工业提供新型材料与技术解决方案。代谢组学研究发现,海带中的褐藻胶、岩藻黄素及紫菜中的硒元素、多糖类物质具有显著的辐射防护能力。未来,我们可以通过代谢组技术通过揭示海带、紫菜的代谢机制,不仅能提升其食用与经济价值,更能将其转化为国防工业的战略资源。未来需进一步加强多组学数据整合与合成生物学应用,加速海藻资源从 “传统食品” 向 “战略材料” 的转化。
Q:段老师,您团队用代谢组技术解析了海带紫菜品质代谢机制(如口感、鲜味、营养成分相关机制),这些成果能为海带紫菜养殖、品种培育等产业环节带来哪些具体指导?
A:当前我们团队的代谢组研究成果,更像是为海带紫菜产业的 “品质调控” 搭建了 “基础框架”,但要真正转化为养殖优化、品种培育的产业指导,仍存在大量关键数据缺口和待深化的工作 —— 从 “多环境因子的动态响应” 到 “基因 - 代谢物 - 性状的关联”,再到 “产后代谢稳定性”,每一个环节都需要持续的实验数据积累和机制解析。
Q:从植物基础研究全局看,代谢组技术能帮助我们突破哪些传统研究瓶颈?
A:传统植物基础研究长期聚焦基因与蛋白层面,忽略代谢物这一 “末端表型”,存在功能与物质关联模糊、多性状协同性模糊、非模式植物数据空白三大瓶颈,研究常与实际脱节。代谢组技术可精准捕捉代谢物变化,破解这些瓶颈:针对功能与物质关联模糊,能直接锁定关键代谢物(如辣椒抗旱相关的脯氨酸),明晰功能与物质的因果关系;针对多性状协同性模糊,可通过构建代谢网络,发现性状间关联(如番茄甜度与抗病性的碳源竞争),避免研究顾此失彼;针对非模式植物数据空白,无需预设数据即可解析特有代谢(如草莓香气物质、海带低甲氧基果胶合成通路),填补数据缺口。同时,该技术还延伸系统生物学维度,串联基因、蛋白与代谢物,推动植物基础研究从单一层面向系统整合发展,为后续功能验证与性状改良提供支撑。
Q:长远来看,代谢组技术能推动植物代谢机制研究实现哪些创新发展?
A:从果蔬经济作物代谢研究看,植物广靶定量代谢组学技术凭高覆盖检测能力,破解中间体发现、通路打通及功能成分挖掘痛点。传统检测局限致代谢通路断裂,它可同步检测数百至数千种代谢物,如番茄中定位甾体类生物碱新型中间体、草莓中厘清萜类香气通路,填补通路 “缺失环节”。功能成分挖掘上,它摆脱传统盲目筛选,如果实 “促膨大却降营养” 机制,精准定位品质、抗逆关联物质。其 “广覆盖检测 - 通路拼接 - 功能筛选” 闭环,填补代谢机制研究空白,为作物品质改良、抗逆育种提供精准分子依据。
Q:从植物基础研究全局看,代谢组技术能帮助我们突破哪些传统研究瓶颈?
A:从植物基础研究全局看,尤其抗逆、非模式植物领域,传统研究存三大瓶颈,代谢组技术可精准破解。其一突破 “抗逆机制碎片化”:传统仅测 1-2 种抗逆物质,难见全貌;代谢组能一次性捕捉数十种相关代谢物,还原完整抗逆调控链。其二突破 “非模式植物数据空白”:传统依赖模式植物数据库,非模式植物如海藻类等难研究;代谢组无需预设数据库,可直接检测其特有代谢物,填补数据缺口。其三突破 “多组学关联断层”:传统代谢组与基因组、转录组数据孤立;代谢组凭精准定量数据,搭建 “基因 - 代谢物 - 表型” 关联桥梁,形成研究闭环,推动植物基础研究从单一层面向系统整合发展。
Q:张老师,在研究微藻次生代谢调控,虾青素作为微藻的高价值产物,在产业化生产中常面临 “合成效率低、含量不稳定” 的问题,代谢组技术能为解决这一问题提供哪些帮助呢?
A:在微藻虾青素产业化 “合成效率低、含量不稳定” 的问题解决中,代谢组技术可通过精准检测关键化合物提供核心支撑。面对强光、氮源等环境因素对虾青素合成的影响,传统研究难定位瓶颈,而代谢组技术能捕捉合成过程中关键中间体的动态变化,比如识别特定光强下虾青素前体(如 β- 胡萝卜素)向中间产物转化的终止节点,明确是某步酶促反应受阻导致合成中断,进而指导针对性调整光强、优化氮源供给,避免中间产物堆积、推动代谢流向虾青素合成倾斜。在基因编辑调控中,代谢组技术可检测编辑特定合成基因(如虾青素合成酶基因)后,相关代谢物(如番茄红素、角黄素)的含量变化,判断基因编辑是否有效激活虾青素合成通路,助力筛选出能稳定提升虾青素含量的工程藻株,为产业化生产的效率提升与稳定性控制提供精准依据。
Q:郑总,结合百迈客业务实践,代谢组与测序市场在技术创新驱动力、客户需求特点上有何显著差异?百迈客如何针对性布局业务?
A:从技术创新驱动力看,测序市场聚焦通量提升、成本降低与精度提高,如二代测序凭高通量、低成本主导市场,国产厂商迭代大幅降低单例全基因组测序成本;代谢组市场侧重检测灵敏度、代谢物鉴定准确性及数据分析优化,例如质谱技术进步可检测低含量代谢物,新算法助力解析复杂代谢组数据。
客户需求上,测序偏标准化通用化,代谢组则聚焦胁迫、品质等细分领域,产品差异显著。
百迈客针对性布局:测序端强化国产技术迭代以降本提效,满足通用需求;代谢组端深耕细分场景,优化检测与分析能力,精准匹配差异化需求,实现两类市场的协同发展。
Q:在当前竞争激烈的行业环境下,您作为百迈客总裁,将从哪些方面推动公司应对挑战、实现持续发展?
A:在当前竞争激烈的行业环境下,百迈客依托成立较早的先发优势,已做好充分竞争准备,将从技术创新与运营效率提升双核心方向应对挑战、实现持续发展。技术创新上,一方面重点打造数据分析云平台及配套分析工具与算法,显著提高数据处理效率和分析质量;另一方面率先开发定量代谢组技术,作为行业内首家布局该技术的企业,形成独特竞争优势,以技术突破破解同质化竞争难题。运营端,公司较早搭建自动化产线,并构建数字化 + 智能化管理体系,既减少人为操作错误,又大幅提升整体运营效率,在降本的同时保障服务稳定性。通过技术与运营的双轮驱动,百迈客可精准应对行业竞争,实现持续稳健发展。
Q:曹总,在代谢组行业快速发展且竞争加剧的背景下,您在公司管理上会侧重哪些方向,以保障百谱业务高效运转、持续领跑? A:在代谢组行业快速发展且竞争加剧的背景下,为保障百谱业务高效运转、持续领跑,我在公司管理上会侧重三大核心方向。一是强化品牌建设,通过持续推进新产品开发、丰富产品矩阵,同时在技术落地与客户服务中树立行业标杆案例,以优质产品与标杆效应夯实品牌竞争力。二是深耕人才梯队建设,重点搭建 “科研 + 技术 + 市场” 复合型团队 —— 一方面通过与高校合作定向培养专业人才、引入行业资深专家充实团队力量,另一方面完善内部晋升通道与激励机制,确保核心人才留得住、能成长,为业务发展提供人才支撑。三是加大品牌曝光力度,通过多元渠道传递公司技术优势与服务价值,提升企业形象和行业知名度,为业务拓展铺路。三者协同发力,可保障公司高效运转,助力在行业竞争中持续领跑。
Q:曹总,您对百谱代谢组业务未来 1-3 年的市场表现有何期望?在市场布局上会有哪些关键动作支撑这一目标? A:在代谢组行业发展机遇与竞争并存的背景下,我期望未来 1-3 年,百谱代谢组业务能在农业和植物代谢组领域实现突破,将市场份额提升至行业前列,成为该细分领域的标杆品牌。为支撑这一目标,市场布局上会聚焦两大关键动作:一是推进 “区域渗透”,针对农业与植物研究领域的重点单位开展精准对接,深化合作粘性,扩大业务覆盖;二是加强 “品牌深耕”,积极参与行业峰会并进行演讲分享,通过输出技术成果、传递专业价值强化百谱的技术权威性,让更多客户认可公司的产品与服务,为市场份额提升奠定基础。
关于百迈客生物:
北京百迈客生物科技有限公司(简称:百迈客生物)成立于2009年,是一家提供基因多组学测序服务和单细胞组学&空间组学仪器设备的高新技术企业。业务主要包括科技服务、智能制造两大业务板块。全球化的业务布局,在中国、欧洲等地区拥有以博士和硕士为主体的研发及服务团队,先后在Cell、Nature、Science等国际期刊上发表文章数千篇,累计影响因子超万分。拥有MGI、GeneMind、 Illumina、 PacBio、Nanopore、AB SCIEX、Waters、BMKMANU、10X等二代测序、三代测序和质谱检测平台,自主创新的百灵实验室全自动生产线、BMKCloud多组学大数据智能交付平台及亚细胞级S系列空间组学产品,为全球科研单位、育种机构、医药公司等提供高品质基因多组学服务和产品。
关于百谱生物:
青岛百谱生物科技有限公司,作为生命科学领域的科技创新先锋,专注于蛋白组学与代谢组学的深度探索及应用。凭借对科研需求的精准洞察,为合作伙伴定制科学严谨的个性化科研服务方案,全程赋能科研创新。技术平台方面,公司引进 AB SCIEX、Waters、Thermo Fisher、Bruker 等国际顶尖质谱设备,构建起集检测、分析、服务于一体的前沿质谱组学技术平台。依托专业团队与标准化体系,为科研机构、医疗机构及生物医药企业提供一站式高精度组学解决方案,从基础研究到临床转化全程护航,助力生命科学突破性发现与成果落地。
来源:小刘聊农村