HPTLC-based metabolomics for the investigation of metabolic changes during plant development: The case study of Artemisia annua

Abstract

The application of High Performance Thin Layer Chromatography (HPTLC)-based non-targeted metabolomics as a holistic approach to compare fingerprints of metabolite changes during Artemisia annua development is described. Images of HPTLC chromatograms obtained after derivatization with anisaldehyde-sulphuric acid reagent were used as a dataset for multivariate analysis. Principal component analysis and Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis confirmed the discrimination of samples belonging to vegetative phase, flowering stage, and seed formation stage of the plant development. The obtained results showed that the HPTLC-based metabolomics approach can be a very reliable technique for the investigation of metabolic changes during plant development, complementary to GC-MS and NMR-based metabolomics.

Описана је холистичка примена нетаргетне метаболомике базиране на високоефикасној танкослојној хроматографији (HPTLC) која омогућава поређење метаболичких профила Artemisia annua и праћење њихових промена током развоја биљке. HPTLC хроматограми након развијања анизалдехидом и сумпорном киселином су коришћени за генерисање података за мултиваријантну анализу. Анализа главних компоненти (PCA) и ортогонална дискриминанта анализа најмањих квадрата (OPLS-DA) су потврдиле разлике између узорака који припадају различитим фенофазама - вегетативној фази, фази цветања и фази формирања семена. Добијени резултати указују да метаболомички приступ заснован на HPTLC методи која је комплементарна са GC-MS и NMR анализом, може бити веома поуздана техника за анализу промене током развоја биљке.