基于GC-MS分析東北紅豆杉野生種與栽培種的代謝差異

劉龍桀 吳可心 刁云飛 李中躍 穆立薔*

（1. 東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，哈爾濱 150040；2. 黑龍江牡丹江森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，哈爾濱 150081）

東北紅豆杉（Taxus cuspidataSieb.et Zucc.）又名紫杉，是紅豆杉科（Taxaceae）紅豆杉屬（Taxus）植物［1］。主要分布我國(guó)黑龍江和吉林等地區(qū)，朝鮮、日本也有少量分布。東北紅豆杉是第三紀(jì)冰川時(shí)期孑遺植物［2］，是東北地區(qū)唯一的極小種群，東北紅豆杉存在生境狹?。?］、分布地不連接等問(wèn)題，屬于國(guó)家Ⅰ級(jí)珍稀保護(hù)植物［4］。東北紅豆杉幼苗在第一年生長(zhǎng)較慢，之后生長(zhǎng)增速，每年可達(dá)20～30 cm［5］。因?yàn)橐吧酌缛菀自馐芡饨缙茐膶?dǎo)致死亡率高［6］，進(jìn)而東北紅豆杉野生種群更新率低。從東北紅豆杉樹(shù)皮、枝、葉中所提取的紫杉醇［7］是目前世界上公認(rèn)對(duì)治療乳腺癌、皮膚癌、卵巢癌和肺癌具有特殊的療效的藥品［8］。隨著對(duì)東北紅豆杉的進(jìn)一步研究，在東北紅豆杉提取液中提取出次級(jí)代謝產(chǎn)物倍半萜類、木質(zhì)素類、黃酮類、生物堿化合物和揮發(fā)性油脂類更具有醫(yī)療前景［9］。次級(jí)代謝產(chǎn)物黃酮類化合物具有多種藥理作用，如抗氧化、抗病毒、降血壓、降血脂、抗炎、保護(hù)心臟和抗疲勞等作用［10～13］。還可以當(dāng)作保健品的主要成分具備良好的保健功效［13］。近年來(lái)國(guó)家對(duì)東北紅豆杉的保護(hù)力度加大，市場(chǎng)對(duì)紫杉醇抗癌類藥物的需求量也在增大，在進(jìn)一步的研究中發(fā)現(xiàn)東北紅豆杉的嫩枝中也存在紫杉醇、三尖杉寧堿、紫杉?jí)A和黃酮類化合物［14］。雖然人工栽培東北紅豆杉也逐漸規(guī)?；?、專業(yè)化［15］，但對(duì)其的研究還比較少，不具體。

代謝組學(xué)主要是將動(dòng)植物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物進(jìn)行定量、定性分析，是通過(guò)高通量檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)分析的方法來(lái)進(jìn)行對(duì)動(dòng)植物體內(nèi)代謝規(guī)律探索的一門學(xué)科。通常的檢測(cè)手段有核磁共振、GCMS、LC-MS 和穩(wěn)定性同位素等方法。代謝組學(xué)在研究紅豆杉方向應(yīng)用也比較廣泛，像在代謝層次上來(lái)分析紅豆杉中紫杉醇的合成途徑［16］，代謝組學(xué)還可以鑒定紫杉烷類化合物［17］。陳一鳴［18］通過(guò)利用LC-MS 研究了南方紅豆杉（Taxus wallichianavar.mairei）野生種和觀賞栽培種金錫杉代謝差異，發(fā)現(xiàn)野生種和栽培種在糖類和黃酮類化合物代謝上差異顯著。李影影［19］通過(guò)測(cè)定光照對(duì)南方紅豆杉對(duì)初生代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)光照對(duì)南方紅豆杉初生代謝產(chǎn)物有明顯的影響。張春椿［20］通過(guò)利用GCMS 對(duì)南方紅豆杉種皮抑制物進(jìn)行鑒定分析，主要成分有十六烷酸、十八烷酸、9-十八碳烯酸、9，12-十八碳二烯酸等。初生代謝產(chǎn)物不僅對(duì)植物生理活動(dòng)有重要的影響，對(duì)植物組織和細(xì)胞也有明顯的作用。東北紅豆杉作為抗癌藥物的原材料，國(guó)內(nèi)主要對(duì)次級(jí)代謝物質(zhì)研究較為深入，但通過(guò)GCMS 技術(shù)對(duì)東北紅豆杉野生種與栽培種的初級(jí)代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析的報(bào)道較少，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)非靶向代謝組學(xué)來(lái)探究東北紅豆杉野生種與栽培種的樹(shù)皮，來(lái)獲取差異代謝物和相關(guān)代謝通路的信息，來(lái)揭示野生東北紅豆杉與栽培種的代謝差異，為今后東北紅豆杉進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和東北紅豆杉野生種的保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

植物樣本于2019 年9 月采自黑龍江省穆棱市東北紅豆杉國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和東北林業(yè)大學(xué)樹(shù)木園，選擇相同徑級(jí)生長(zhǎng)情況相同的雌性東北紅豆杉各3 棵，每個(gè)植物分別采集3 個(gè)生物學(xué)重復(fù)，經(jīng)東北林業(yè)大學(xué)穆立薔教授鑒定均為東北紅豆杉，將其洗凈后自然晾干，備用。甲醇（色譜級(jí)，CNW Technologies），吡啶（分析純，Adamas），甲氧銨鹽（TCI），核糖醇（純度≥99%，SIGMA），BSTFA（with 1% TMCS，v/v），衍生試劑（REGIS Technologies），飽和脂肪酸甲酯（Dr.Ehrenstorfer）純水。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A 氣相色譜（安捷倫公司，美國(guó)），PEGASUSHT 質(zhì)譜儀（LECO，美國(guó)），Heraeus Fresco17 高速離心機(jī)（賽默飛世爾科技公司，美國(guó)），F(xiàn)orma 900 series 超低溫冰箱（賽默飛世爾科技公司，美國(guó)），BSA124S-CW 分析天平（賽多利斯公司，德國(guó)），JXFSTPRP-24 研磨儀（上海凈信科技有限公司），YM-080S 超聲儀（深圳市方奧微電子有限公司），DHG-9023A 烘箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司），LNG-T98 真空干燥儀（太倉(cāng)市華美生化儀器廠）。

1.3 樣品的制備

稱取東北紅豆杉野生種和栽培種樣本50±1 mg 于2 mL 離心管中，加入500 μL 預(yù)冷提取液（甲醇水體積比=3∶1），再加入10 μL 核糖醇，渦旋30 s；加入瓷珠，放入45 Hz 研磨儀處理4 min，取出后繼續(xù)超聲5 min（冰水浴）；將樣本4℃下12 000 r·min-1離心15 min；小心移取30 μL 上清液于1.5 mL EP 管中，每個(gè)樣本各取20 μL 混合成QC樣本；將樣本放在真空濃縮器中干燥提取物；向干燥后的代謝物加入100 μL 甲氧胺鹽試劑（甲氧胺鹽酸鹽，溶于吡啶20 mg·mL-1），輕輕混勻后，放入烘箱中80℃孵育30 min；向每個(gè)樣品中加入100 μL BSTFA（含有1% TMCS，v/v），將混合物70℃孵育1.5 h；冷卻至室溫，向混合的樣本中加入5 μL FAMEs（溶于氯仿）；進(jìn)行GC-MS代謝組學(xué)分析。

1.4 GC-MS分析條件

使用安捷倫7890氣相色譜儀和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀進(jìn)行GC-MS 分析。系統(tǒng)采用DB-5MS 毛細(xì)管柱，以無(wú)分流模式注入1 μL 小份樣品。使用氦氣作為載氣，前部入口吹掃流量為3 mL·min-1，通過(guò)色譜柱的氣體流速為1 mL·min-1。初始溫度50℃保 持1 min，然 后 以10℃·min-1的 速 率 升 高 至310℃，然后在310℃保持8 min。注入、傳輸線和離子源溫度分別為280、280和250℃。在電子碰撞模式下，能量為-70 ev。在溶劑延遲6.35 min 后，以每秒12.5 個(gè)光譜的速率，在m/z 范圍為50～500 的全掃描模式下獲得質(zhì)譜數(shù)據(jù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

將原始數(shù)據(jù)使用ChromaTOF 軟件（V4.3x，LECO）對(duì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了峰提取、基線矯正、解卷積、峰積分、峰對(duì)齊等分析［21］。對(duì)物質(zhì)定性工作中，使用了LECO-FiehnRtx5數(shù)據(jù)庫(kù)，包括質(zhì)譜匹配及保留時(shí)間指數(shù)匹配。最后，將QC 樣本中檢出率50%以下或RSD＞30%的峰去除［22］。導(dǎo)出數(shù)據(jù)至Excel 進(jìn)行后續(xù)整理，使用SIMCA 軟件（V16.0.2，Sartorius Stedim Data Analytics AB，Umea，Sweden），對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)（LOG）轉(zhuǎn)換加中心化（CTR）格式化處理，然后進(jìn)行自動(dòng)建模分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主成分分析

為了將東北紅豆杉野生種和栽培種在代謝物積累上的差異科學(xué)的辨別出來(lái)，首先使用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的主成分分析法進(jìn)行分析，PCA 可以揭示數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而更好的解釋數(shù)據(jù)變量［23］。使用SIMCA 軟件（V16.0.2，Sartorius Stedim Data Analytics AB，Umea，Sweden）進(jìn)行分析［24］，得到了一組擬合了兩個(gè)主成分的PCA 模型，累計(jì)R2X=0.741，模型參數(shù)數(shù)值均大于0.5，且二者的數(shù)值都在置信區(qū)，在合理可以接受范圍內(nèi)，說(shuō)明根據(jù)實(shí)驗(yàn)建立PCA 模型穩(wěn)定，可以用于代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明以及進(jìn)行代謝差異分析。從圖1 中可以得到東北紅豆杉野生種都在坐標(biāo)軸的負(fù)方向，而栽培種在坐標(biāo)軸的正方向上，二者分別位于坐標(biāo)軸的兩側(cè)被分開(kāi)，說(shuō)明東北紅豆杉野生種和栽培種之間的代謝物存在明顯的不同。但PCA 分析法存在缺點(diǎn)，首先主成分分析中的主成分是模糊的，并不能很好的解釋主成分內(nèi)容之間的關(guān)系，其次小成分也可能起到特殊作用，用于區(qū)分樣本之間的差異性，而且主成分分析法沒(méi)有監(jiān)督性。

2.2 OPLS-DA模型的分析結(jié)果

2.2.1 OPLS-DA

OPLS 又叫正交偏最小二乘法判別分析，它是多因變量對(duì)多自變量的回歸建模方法，其特點(diǎn)是可以除去自變量X 中與分類變量Y 無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)因素，并可以對(duì)正交變量和非正交變量進(jìn)行分別解讀和分析，可以更加準(zhǔn)確的分析代謝產(chǎn)物在不同樣本的差異和關(guān)聯(lián)。OPLS-DA 分析以變量的重要性為主要依據(jù)，對(duì)代謝化合物進(jìn)行選擇和甄別，更能把握多位數(shù)據(jù)整體特征和變異規(guī)律［25］，使用SIMCA 軟件（V16.0.2，Sartorius Stedim Data Analytics AB，Umea，Sweden）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)（LOG）轉(zhuǎn)換加UV 格式化處理，首先對(duì)第一主成分進(jìn)行OPLS-DA 建模分析，然后用交叉驗(yàn)證后得到的R2Y 和Q2對(duì)模型有效性進(jìn)行評(píng)判［26］，如圖2所示東北紅豆杉野生種在置信區(qū)左側(cè)，而栽培種在置信區(qū)的右側(cè)，說(shuō)明該OPLS-DA 模型能夠有效的區(qū)分兩種東北紅豆杉植物組織樣品。建立的OPLS-DA模型擁有兩個(gè)主成分，RX2=0.65，RY2=0.999，Q2=0.925，這三個(gè)模型參數(shù)指數(shù)均大于0.5，符合我們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模型的預(yù)期，說(shuō)明本研究所建立的OPLS-DA 模型可以有效的說(shuō)明東北紅豆杉野生種和栽培種的代謝產(chǎn)物的差異和區(qū)別。

2.2.2 OPLS-DA置換檢驗(yàn)

OPLS-DA 模型分析是有監(jiān)督分類的模型，可能會(huì)出現(xiàn)擬合現(xiàn)象。模型可以將樣本很好的進(jìn)行區(qū)分，但用來(lái)預(yù)測(cè)新的樣本時(shí)，效果卻很差，無(wú)法達(dá)到我們的預(yù)期結(jié)果?？梢杂弥脫Q驗(yàn)證這種模型評(píng)判方式來(lái)驗(yàn)證模型的可靠性。通過(guò)將每個(gè)樣本的分組標(biāo)記隨機(jī)打亂，多次建立與之相對(duì)應(yīng)的OPLS-DA 模型，以獲取多次建立模型的Q2，一個(gè)可靠模型的Q2應(yīng)該遠(yuǎn)大于隨機(jī)建立模型的Q2。對(duì)OPLS-DA模型的置換驗(yàn)證如圖3所示，右側(cè)原始OPLSDA模型的Q2遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于左側(cè)隨機(jī)模型的Q2，說(shuō)明該OPLS-DA模型不存在過(guò)擬合現(xiàn)象，可靠性良好。

2.2.3 兩種東北紅豆杉樣品差異代謝物的確定

以O(shè)PLS-DA 模型中VIP 值（VIP≥1），同時(shí)與t檢驗(yàn)的結(jié)果P值（P≤0.05）綜合分析來(lái)確定兩份東北紅豆杉樣品的標(biāo)志性差異代謝產(chǎn)物。由表1 可知，兩份東北紅豆杉樣品共篩選出共45 種差異代謝產(chǎn)物。這些差異代謝物主要是4 種氨基酸包括鳥(niǎo)氨酸，瓜氨酸，天冬氨酸和O-乙酰絲氨酸，10 種有機(jī)酸包括棕櫚酸，硬脂酸，4-羥基苯甲酸，阿魏酸，花生油酸，3-苯基乳酸等和一些多酚，糖醇等。其中有23種代謝物log2FC＞0表示為下調(diào)，包括棕櫚酸，4-羥基苯甲醛，花生油酸，二氫香豆素，瓜氨酸，鳥(niǎo)氨酸，2，4-二氨基丁酸，環(huán)己基甲酰胺。其他22種差異代謝物質(zhì)log2FC＜0表示為上調(diào)，包括龍膽二糖，D-阿拉伯糖醇，來(lái)蘇糖，表兒茶素，核糖等。大多數(shù)的氨基酸和有機(jī)酸表示為下調(diào)，氨基酸和有機(jī)酸均為主要抗逆調(diào)節(jié)物質(zhì)，緩解植物在逆境的影響。說(shuō)明不同生長(zhǎng)方式下的東北紅豆杉，初級(jí)代謝產(chǎn)物積累存在差異。

表1 篩選的差異代謝物Table 1 Screening of differential metabolites

2.3 差異代謝物分析

2.3.1 差異代謝物通路分析

通過(guò)查找KEGG 數(shù)據(jù)庫(kù)可以得到差異代謝化合物的ID，將獲得到的差異代謝物ID 輸入到KEGG 代謝通路數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行代謝富集分析［27］，將兩者可能存在的差異代謝途徑甄選出來(lái)，對(duì)這些代謝途徑和差異代謝物再進(jìn)行相關(guān)性分析［28］，總共檢測(cè)到22 條代謝通路。將結(jié)果繪制成氣泡圖，見(jiàn)圖4，氣泡大小與impact 值有關(guān)，氣泡越大impact 值越大，氣泡越小，impact 值越小。紅色的顏色越深代表-ln（p）的值越大，藍(lán)色越深表示-ln（p）的值越小，最后通過(guò)impact 值和-ln（p）值綜合分析得到與代謝物差異最相關(guān)的代謝途徑。如圖4 所示，代謝物差異的代謝途徑共有7 條比較顯著，分別為硫代謝，精氨酸和脯氨酸代謝，磷酸戊糖途徑，不飽和脂肪酸的生物合成，半乳糖代謝，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝以及苯丙烷類生物合成。其中影響最明顯的是硫代謝，在該代謝通路檢測(cè)到的差異代謝物O-乙酰絲氨酸，該通路與蛋白質(zhì)的合成密切相關(guān)。其次是精氨酸和脯氨酸代謝與丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝，兩條都是氨基酸代謝，參與的氨基酸與有機(jī)酸可以減輕逆境對(duì)植物的有害影響，對(duì)維護(hù)植物相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)起到一定作用，說(shuō)明東北紅豆杉通過(guò)氨基酸和有機(jī)酸的增加和代謝通路的調(diào)節(jié)來(lái)降低環(huán)境脅迫對(duì)植物細(xì)胞和組織的影響，提高對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和抵抗性。東北紅豆杉野生種除天冬氨酸表達(dá)上調(diào)外，代謝通路所涉及的其他三種氨基酸均表達(dá)下調(diào)，所以東北紅豆杉的野生種和栽培種相比，栽培種的氨基酸和有機(jī)酸呈上調(diào)，栽培種的適應(yīng)性和抵抗性更強(qiáng)。

2.3.2 差異化合物通路分析

7 種差異代謝途徑大體上分成三種。第一種類型氨基酸和有機(jī)酸代謝途徑，包括硫代謝，精氨酸和脯氨酸代謝，不飽和脂肪酸的生物合成，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝。這些代謝途徑都是與蛋白質(zhì)，有機(jī)酸合成有關(guān)。脯氨酸，鳥(niǎo)氨酸可以在干旱逆境對(duì)植物細(xì)胞起到滲透調(diào)節(jié)作用［29］，對(duì)植物抵抗外界環(huán)境變化起到一定作用。東北紅豆杉栽培種比野生種更加依賴，通過(guò)合成蛋白質(zhì)和氨基酸來(lái)緩解逆境所帶來(lái)的影響和傷害。第二種類型磷酸戊糖途徑和半乳糖代謝均是糖代謝。這兩種代謝途徑中的差異代謝物呈上調(diào)，說(shuō)明在能量代謝方向，野生的東北紅豆杉是優(yōu)于栽培種的。第三種代謝途徑是苯丙烷類生物合成，苯丙烷類化合物影響植物體內(nèi)細(xì)胞的分化、著色色素的形成及木質(zhì)素的合成，與黃酮類化合物合成有關(guān)。

3 討論

本研究通過(guò)使用GC-MS技術(shù)和非靶向代謝組學(xué)的研究方法，研究了東北紅豆杉野生種和栽培種在初級(jí)代謝方面的差異。從樣品中檢測(cè)出45種差異代謝物，代謝物的種類有氨基酸類、糖類、有機(jī)酸類化合物和脂肪酸類化合物等。其中氨基酸有4 種包括鳥(niǎo)氨酸、天冬氨酸、瓜氨酸和O-乙酰絲氨酸，糖類有半乳糖、木糖醇等，有機(jī)酸有10 種包括棕櫚酸、硬脂酸、阿魏酸等。有23種差異代謝物表示為下調(diào)，其余22 種代謝物表示為上調(diào)。將差異代謝物通過(guò)代謝通路富集分析，得到22 條代謝通路。其中有7 條通路比較顯著，分別為硫代謝、精氨酸和脯氨酸代謝、磷酸戊糖途徑、不飽和脂肪酸的生物合成、半乳糖代謝、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝以及苯丙烷類生物合成。

在精氨酸和脯氨酸代謝途徑中，有3種差異性代謝物參與其中，分別是鳥(niǎo)氨酸、瓜氨酸和天冬氨酸。除天冬氨酸外，其他兩種代謝物的積累，野生東北紅豆杉低于栽培種。根據(jù)劉建兵［30］研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下馬尾松（Pinus massonianaLamb.）苗木的脯氨酸及游離氨基酸顯著增加，使得苗木能在干旱環(huán)境下生長(zhǎng)。鳥(niǎo)氨酸是脯氨酸的前體物質(zhì)［31］，脯氨酸可以對(duì)植物細(xì)胞起到滲透調(diào)節(jié)作用，在一些逆境脅迫條件下如干旱脅迫，脯氨酸可以增強(qiáng)植物細(xì)胞的保水和吸水能力來(lái)解決因水分匱乏而引起的滲透問(wèn)題，脯氨酸對(duì)植物在重金屬脅迫下起到一定的緩解作用［32］，脯氨酸還有一定的抗氧化性，可以緩解重金屬脅迫導(dǎo)致的氧化脅迫。鳥(niǎo)氨酸的顯著積累可以促進(jìn)脯氨酸的合成與積累，東北紅豆杉栽培種鳥(niǎo)氨酸相對(duì)含量高于野生種，東北紅豆杉野生種在干旱和重金屬脅迫下比栽培種的抗逆性弱一些。糖代謝也是植物代謝的重要途徑之一，糖代謝與植物在一些環(huán)境下的抗逆性應(yīng)答以及植物體生長(zhǎng)有關(guān)。包雨卓［33］采用GC-MS 技術(shù)分析冬小麥（Triticum aestivumL.）在低溫脅迫下的代謝物質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)大部分糖類、氨基酸和有機(jī)酸顯著增加，且隨著溫度降低而升高，說(shuō)明冬小麥通過(guò)大部分糖類、氨基酸和有機(jī)酸的顯著增加來(lái)抵御低溫脅迫，通過(guò)富集得到的差異糖代謝途徑是半乳糖代謝和戊糖磷酸途徑，其中戊糖磷酸途徑［34］是植物體內(nèi)重要的葡萄糖代謝途徑之一。檢測(cè)到戊糖磷酸途徑中的核糖和6-磷酸葡萄糖-D-內(nèi)酯的積累，東北紅豆杉野生種高于栽培種。在半乳糖代謝的差異代謝產(chǎn)物蜜二糖積累也是東北紅豆杉野生種高于栽培種，說(shuō)明野生東北紅豆杉在能量供應(yīng)上也是強(qiáng)于栽培種。這可能和野生東北紅豆杉所處的保護(hù)區(qū)地理環(huán)境氣溫急劇變化有關(guān)。穆棱保護(hù)區(qū)年平均氣溫-2℃極端最低氣溫-44.1℃，最高氣溫35.7℃，晝伏溫差大［35］。野生東北紅豆杉需要大量的能量來(lái)抵御低溫脅迫。檢測(cè)到的苯丙烷類代謝途徑中差異代謝化合物阿魏酸，阿魏酸是苯丙烷類代謝的中間產(chǎn)物，與多糖，木質(zhì)素構(gòu)成植物細(xì)胞壁的一部分。阿魏酸具有強(qiáng)抗氧化性和抗菌性，可以清除植物體內(nèi)的自由基和過(guò)氧化物［36］。根據(jù)方紫雯［37］的研究，阿魏酸對(duì)鳳丹（Paeonia ostiiT.）干旱脅迫有一定的緩解效應(yīng)，東北紅豆杉栽培種比野生種有更強(qiáng)的抗氧化性和抗菌能力，對(duì)干旱脅迫形成氧自由基有良好的清除效果。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)基于GC-MS的代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)東北紅豆杉野生種和栽培種樣品進(jìn)行代謝組學(xué)分析。實(shí)驗(yàn)共鑒定出45 種差異代謝物，發(fā)現(xiàn)東北紅豆杉栽培種中大部分氨基酸和有機(jī)酸的積累比例高于野生種，東北紅豆杉栽培種擁有更多抗氧化性物質(zhì)和緩解逆境脅迫的調(diào)節(jié)物質(zhì)，可以更快的緩解和消除如干旱，重金屬等逆境脅迫所帶來(lái)的傷害和影響，更好地保護(hù)植物組織和細(xì)胞，東北紅豆杉栽培種對(duì)脅迫逆境下具有更強(qiáng)抗性和適應(yīng)性。東北紅豆杉野生種的糖類積累高于栽培種，在應(yīng)對(duì)低溫脅迫時(shí)有更好的抗性，并且能夠更及時(shí)的緩解脅迫環(huán)境帶來(lái)的有害影響，這可能和東北紅豆杉野生種所處的特殊地理環(huán)境穆棱保護(hù)區(qū)年平均氣溫較低有關(guān)。但鑒于GC-MS的代謝組學(xué)技術(shù)仍有一定的局限性，實(shí)驗(yàn)對(duì)一些物質(zhì)的檢測(cè)存在不足，如萜類化合物沒(méi)有檢測(cè)到。對(duì)接下來(lái)的研究，應(yīng)該運(yùn)用其他檢測(cè)方法如LC-MS，進(jìn)行更全面，多角度的實(shí)驗(yàn)與探究。東北紅豆杉野生種亟需更多的保護(hù)，本研究為進(jìn)一步研究東北紅豆杉的抗逆性及保護(hù)野生東北紅豆杉奠定了理論基礎(chǔ)。