生物體的表型是由DNA、RNA、蛋白質(zhì)及代謝物共同調(diào)控決定的。研究mRNA可以鎖定組間差異的關(guān)鍵基因，并進一步揭示基因水平的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。但是單一的組學研究難以摸清調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，多水平之間的復雜關(guān)系。

代謝組學是以內(nèi)源性小分子化合物為對象，通過色質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，結(jié)合生物信息學分析，研究生命體內(nèi)代謝物的種類和含量的學科。通過代謝物的含量變化及規(guī)律，尋找相關(guān)的代謝通路，進而闡釋生物學問題。

代謝物作為生物體表型的基礎(chǔ)和直接體現(xiàn)者，是一種天然的表型指標。一方面，可以單獨作為表型數(shù)據(jù)衡量各個樣品的水平，另一方面，可以結(jié)合其他組學（轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、微生物多樣性、宏基因組、GWAS），縮小候選基因/通路、進行多水平互相印證、探究共生/寄生關(guān)系、輔助基因定位等。代謝組⁺?（Meta⁺）研究模式已經(jīng)在多個領(lǐng)域廣泛使用，成為深入研究科學問題，系統(tǒng)闡釋作用機制的利器。

目前代謝組學技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了各個領(lǐng)域，醫(yī)學研究（開發(fā)臨床標志物、疾病研究），農(nóng)學研究（生長發(fā)育、脅迫響應(yīng)、免疫互作、突變表型），微生物發(fā)酵（食品安全、風味工藝），藥學（藥效評估、中藥活性成分），環(huán)境群落（土壤環(huán)境，水體環(huán)境，腸道環(huán)境），育種（作物育種、花卉培育）等。

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