基于衍生化GC-MS法分析不同栽培基質(zhì)對鐵皮石斛代謝的影響

左思敏 付家順 余海東 云永歡

摘? 要：栽培基質(zhì)是影響鐵皮石斛生長的主要因素之一，本研究擬選用松樹皮（PB）、椰糠（CC）和松樹皮∶椰糠（PC，1∶1）的復合基質(zhì)栽培鐵皮石斛，基于代謝組學思路探究栽培基質(zhì)對鐵皮石斛莖生長代謝的影響。通過環(huán)刀法測定3種基質(zhì)的物理性質(zhì)，利用苯酚-硫酸比色法測定鐵皮石斛莖的多糖含量，采用硅烷化衍生化法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法檢測鐵皮石斛莖中的初級代謝產(chǎn)物。結(jié)果表明，椰糠和復合基質(zhì)的通氣孔隙度、持水性能均優(yōu)于松樹皮基質(zhì)，多糖含量順序為椰糠組>復合基質(zhì)組>松樹皮組。采用主成分分析（principle component analysis，， PCA）和正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis，， OPLS-DA）對檢測鑒定出的42個代謝產(chǎn)物進行多元統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示，不同基質(zhì)栽培的鐵皮石斛樣本各自聚成一類，組間分離明顯，說明各組間代謝產(chǎn)物差異顯著。進而基于OPLS- DA結(jié)果獲得的變量重要性投影值（variable importance in project，， VIP）結(jié)合差異倍數(shù)值（fold change，， FC），設置閾值條件為VIP>1、FC≥2或FC≤0.5，在松樹皮與復合基質(zhì)、松樹皮與椰糠、復合基質(zhì)與椰糠組間分別篩選出顯著性差異代謝物14、11、5個。與椰糠組和復合基質(zhì)組相比，大部分差異顯著的代謝物含量在松樹皮組中呈下調(diào)趨勢?；|(zhì)物理性質(zhì)與差異代謝物聯(lián)合分析結(jié)果表明，栽培基質(zhì)的通氣供水能力越弱，植株可利用水越少，景天酸代謝途徑表達越強而C途徑越弱，糖類物質(zhì)積累量越少。即通氣孔隙度高、持水性能好的基質(zhì)更有利于鐵皮石斛的糖類物質(zhì)的積累。本研究結(jié)果可為鐵皮石斛栽培提供基礎數(shù)據(jù)和理論指導。

關(guān)鍵詞：栽培基質(zhì);鐵皮石斛;氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）;代謝產(chǎn)物中圖分類號：S567.239 ?????文獻標識碼：A

Effect on Metabolites of by Different Cultivation Substrates Based on Derivative GC-MS Method

ZUO Simin， FU Jiashun， YU Haidong， YUN Yonghuan

1. School of Food Science and Engineering， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China; 2. Institute of Environment and Plant Protection， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571101， China

Cultivation substrate is one of the main factors affecting the growth of . In this study，

the substrates of pine bark （PB）， coconut coir （CC） and the mixture of pine bark∶coconut coir in a 1∶1 ratio （PC） were used to plant . On the basis of metabolomics， the effects of the properties of the three cultivation substrates

on the metabolism of stems were investigated. Cutting ring method was used to determine the physical properties of the three cultivation substrates， phenol-sulphuric acid method was used to detect the content of polysaccharides， and gas chromatography mass spectrometry （GC-MS） method was performed to detect the primary metabolites. The results indicated that the aeration porosity and water holding capacity in the group of coconut coir and complex substrate were higher than that of the substrate of pine bark， the content of polysaccharides were ranked as coconut coir > complex substrate > pine bark. Principal component analysis （PCA） and orthogonal partial least squares discriminant analysis （OPLS-DA） for multivariate statistical analysis of 42 identified metabolites showed that the samples cultivated in different substrates clustered into one group， and the separation between groups was obvious， indicating the metabolites of the samples from different groups existed a significant difference. Combined with fold change （FC）， the VIP values calculated based on the OPLS-DA model were used to screen the metabolites with significant difference. When the conditions （VIP>1 and FC≥2 or FC≤0.5） were set， there were a total of fourteen， eleven and five metabolites， with significant differences in content across groups being screened in the comparison of pine bark and complex substrate， pine bark and coconut coir， complex substrate and coconut coir， respectively. A large part of metabolites with significant difference in the group of coconut coir and complex substrate performed a lower accumulation in the pine bark group. The results gained by combined analysis between the physical properties of the three cultivation substrates and the metabolites with significant difference revealed that if the cultivation substrate had the weaker aeration and capacity of water supply， there would be a stronger expression in crassulacean acid metabolism （CAM）. Thus， C pathway would become weaker， and carbohydrates accumulate less. In other words， the substrate with the properties of high aeration porosity and good water holding capacity was beneficial to the accumulation of carbohydrate in . Therefore， this study could provide data and theoretical guidance for the cultivation of .

cultivation substrate; ; gas chromatography mass spectrometry （GC-MS）; metabolites

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.03.023

鐵皮石斛（）是蘭科石斛屬的名貴中草藥植物，素有“中華九大仙草之首”之美譽，富含多糖、生物堿、氨基酸、黃酮等活性成分，具有增強機體免疫力、抗衰老、降血糖血脂等功效。野生鐵皮石斛因生長條件苛刻且生長緩慢而導致資源匱乏，為滿足市場需求，學者們致力于研究開發(fā)研究人工栽培方法，以代替野生資源。栽培基質(zhì)是鐵皮石斛生長的必要條件，選擇合適的栽培基質(zhì)對于大規(guī)模培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的鐵皮石斛具有重大意義。鐵皮石斛是附生植物，喜好溫暖、潮濕、通風透氣的環(huán)境，常附生于樹干、石頭上。因此，在篩選鐵皮石斛人工栽培的基質(zhì)時，需綜合考慮基質(zhì)的松散程度、通氣性、持水性等物理性質(zhì)。經(jīng)過多年探索研究，目前常用于鐵皮石斛人工栽培的基質(zhì)有松樹皮、椰糠、泥炭、水苔等。松樹皮質(zhì)地疏松，具有空隙量大，透水透氣性好的優(yōu)點，非常適合鐵皮石斛生長。翟明恬等、謝靜等的研究表明，與泥炭土混合物、椰糠、谷殼、腐殖土等基質(zhì)相比，松樹皮栽培的鐵皮石斛在成活率、萌芽數(shù)、株高等方面表現(xiàn)良好，是適合鐵皮石斛人工栽培的優(yōu)良基質(zhì)。椰糠具有較好的保水保肥性能，在海南資源豐富，取材便利，是栽培鐵皮石斛的優(yōu)良基質(zhì)。

在栽培基質(zhì)的比較評價研究中，多以鐵皮石斛的移栽成活率、生長指標為評價標準，但這僅能說明鐵皮石斛的產(chǎn)量而無法表征其質(zhì)量。質(zhì)量的評價上更多的是依靠某種或多種有效成分指標，如多糖、黃酮等成分的含量。然而，鐵皮石斛作為一種藥用植物，講究“君臣佐使，方劑配伍”的使用原則，其藥效是多種化學成分共同作用的結(jié)果。

代謝組學是基于氣相色譜質(zhì)譜法（gas chro-matography mass spectrometry，， GC-MS）、液相色譜質(zhì)譜法（liquid chromatography mass spectro-metry，， LC-MS）或核磁共振技術(shù)（nuclear magnetic resonance，， NMR）技術(shù)分析生物體內(nèi)內(nèi)源性代謝產(chǎn)物及其變化規(guī)律的一門科學，廣泛應用于藥用植物領(lǐng)域，如藥用植物真?zhèn)舞b別、產(chǎn)地溯源等。基于GC-MS研究鐵皮石斛代謝譜有助于更全面地了解鐵皮石斛的代謝變化情況，從而探究基質(zhì)對鐵皮石斛代謝的影響。

本研究選取松樹皮、椰糠、松樹皮∶椰糠（1∶1）的復合基質(zhì)等3種基質(zhì)栽培鐵皮石斛，測定3組基質(zhì)的物理性質(zhì)指標，采摘2年生的鐵皮石斛，測定石斛莖中的多糖含量，并采用硅烷化衍生化法結(jié)合GC-MS法檢測鐵皮石斛莖中的初級代謝產(chǎn)物，基于代謝組學分析思路篩選差異顯著的代謝物。將基質(zhì)的物理指標與鐵皮石斛莖中差異顯著的代謝物含量進行聯(lián)合分析，探究不同栽培基質(zhì)對鐵皮石斛代謝成分的影響機理，為鐵皮石斛栽培基質(zhì)的選擇提供理論指導和基礎數(shù)據(jù)。

? 材料與方法

? 材料

經(jīng)考察，選擇海南省?？谑行阌^(qū)藥谷工業(yè)園作為鐵皮石斛栽培基地，利用大棚進行規(guī)范種植，并采用14.2?cm×10.2?cm×10.3?cm的多孔透氣網(wǎng)盆進行盆栽試驗，選定栽培基質(zhì)為松樹皮（粒徑為10～13?mm，PB）、椰糠（粒徑為14～18?mm，CC）、松樹皮∶椰糠（1∶1，PC）的復合基質(zhì)。試驗于2017年11月實施，栽培基質(zhì)經(jīng)殺菌和水浸泡處理后，裝入盆中約三分之二體積處，每盆栽種1株浙江樂清品種鐵皮石斛幼苗。并在幼苗移栽1個月后施加1‰的磷酸二氫鉀。試驗按不同基質(zhì)設3個處理，每個處理6個單元，每個單元包含9盆，共162盆。置于大棚的育苗活動床上，該大棚具有遮陽、噴灌設施，定時定期對植株進行澆水，澆水頻率為春冬季節(jié)2?d一次，夏秋季1?d一次。夏秋進行適當遮陰，降溫通風，并及時對石斛的生長環(huán)境進行監(jiān)測檢測。于2019年11月采收，取鐵皮石斛莖條部位，立即放入液氮罐冷凍，采樣完畢后轉(zhuǎn)移至–80℃冰箱保存。

試劑：N，O-雙（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA，98%）、甲氧氨基鹽酸鹽（98%）、阿東糖醇（99%），購于上海麥克林生化科技有限公司;吡啶（色譜純）、甲醇（色譜純）、氯仿（色譜純），購于LabServ公司;D-（+）-葡萄糖標準品、苯酚（分析純）、濃硫酸（分析純），購于西隴化工股份有限公司。

儀器與設備：5804R高速冷凍離心機（Eeppendorf中國有限公司）;UV-5500PC紫外可見分光光度計（上海元析儀器有限公司）;KQ- 400KDE型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）;7890B/7000C GC-MS聯(lián)用儀[（安捷倫科技（中國）有限公司]）;HP-5MS色譜柱（30?m× 250?μm×0.25?μm）[（沃特世科技（上海）有限公司]）。

? 方法

1.2.1? 基質(zhì)物理性質(zhì)的測定? 基質(zhì)物理性質(zhì)測定。采用環(huán)刀法測定基質(zhì)的容重、持水能力、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、氣水比。具體測定過程參照齊海鷹等的方法。

1.2.2? 粗多糖提取及含量的測定? 取鐵皮石斛粉末于100?mL離心管，按料液比1∶120（/）加蒸餾水，混勻，50℃下超聲（超聲功率為240 Ww）2.0?h。超聲結(jié)束后立即過濾，取少量蒸餾水分次洗滌濾渣，合并濾液。將濾液轉(zhuǎn)移至100?mL容量瓶中定容，精密量取5?mL于50?mL離心管中，精密加入25?mL無水乙醇，搖勻，4℃冷藏至少4?h，取出，離心（10?000?r/min，20?min），棄上清液，取20?mL 80%乙醇洗滌沉淀，8000?r/min離心15?min，洗滌2次。棄去上清液，所得沉淀即為粗多糖，揮干溶劑后加水溶解并定容至50?mL。使用苯酚-硫酸法測定其多糖含量，試驗平行3次。

1.2.3? 樣品提取及衍生化處理? 樣品處理參照LISEC等的方法并進行適當調(diào)整。取新鮮鐵皮石斛莖條剪成約5?mm的小段，加入液氮研磨至粉末狀，迅速稱?。?00±5）mg于10?mL離心管中，并立即加入1.4?mL在–20℃預冷的甲醇，渦旋1?min。向離心管中加60?μL阿東糖醇溶液（0.2?mg/mL）作為內(nèi)標，渦旋30?s，隨后在40℃下超聲提取30?min。超聲結(jié)束后在樣液中依次加入750?μL氯仿和1.4?mL預冷（4℃）的超純水，渦旋1?min，以8000?r/min的轉(zhuǎn)速離心15?min。精密吸取2.0?mL上清液至5?mL離心管中。將等質(zhì)量的不同基質(zhì)栽培的鐵皮石斛粉末充分混勻，稱?。?00±5）mg作相同處理作為質(zhì)控樣本。

將提取液放入氮吹儀中進行氮吹揮干溶劑，加入120?μL甲氧基胺鹽酸鹽溶液（20 mg/mL）渦旋30?s，并在37℃下保溫反應120?min;再加入120?μL衍生化試劑BSTFA，在25℃下保溫90?min。吸取試液轉(zhuǎn)移至進樣小瓶中，4℃保存并在48?h內(nèi)檢測。

1.2.4? GC-MS條件? 進樣量：1?μL;分流比為20∶1;流量：1?mL/min;升溫程序：初始溫度設為40℃，運行5?min后以10℃/min的升溫速率升溫至280℃，保持5?min;進樣口溫度：280℃;傳輸線溫度：280℃。電離方式：EI;電子能量：70 eV;離子源溫度：300℃;掃描方式：SCAN，掃描質(zhì)量范圍為35～780;MS在9.5～34?min時間段內(nèi)采集數(shù)據(jù)。

? 數(shù)據(jù)處理

通過SPSS 23.0軟件使用Duncan’s多重比較檢驗差異顯著性。GC-MS數(shù)據(jù)經(jīng)自動解卷積、峰提取、峰對齊等處理后，通過NIST14.0標準質(zhì)譜圖庫數(shù)據(jù)系統(tǒng)對信號進行鑒定，并對缺失值進行平均值填充，得到一個代謝物數(shù)據(jù)矩陣。采用SIMCA-P14.1對數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析（principle component analysis，， PCA）和正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squares discriminant，， OPLS-DA），根據(jù)fold change（FC）值和OPLS-DA中的VIP值篩選顯著性差異代謝物。

? 結(jié)果與分析

? 栽培基質(zhì)物理性質(zhì)

基質(zhì)的各項物理性質(zhì)結(jié)果如表1所示。持水能力和通氣孔隙度分別表示基質(zhì)對水分保持能力的大小和基質(zhì)與空氣交換能力的大小，由表中數(shù)據(jù)可以看出，松樹皮基質(zhì)的持水能力和通氣孔隙度明顯弱于椰糠和復合基質(zhì)，而松樹皮基質(zhì)的容重高于椰糠和復合基質(zhì)，表明該基質(zhì)對植株的固定能力更強。

? 栽培基質(zhì)對鐵皮石斛莖多糖含量的影響

通過SPSS 23.0軟件使用Duncan’s多重比較對不同組多糖含量進行分析，結(jié)果如表2所示。3種不同基質(zhì)栽培的鐵皮石斛莖多糖具有顯著差異，其中椰糠栽培的鐵皮石斛多糖含量最高，為30.53%;松樹皮栽培的鐵皮石斛莖多糖含量最低，僅13.45%。

? 不同基質(zhì)栽培的鐵皮石斛代謝譜

鐵皮石斛樣品經(jīng)GC-MS檢測，總離子流圖見圖1。對色譜圖進行自動解卷積和積分處理，得到196個峰，借助NIST14.0標準質(zhì)譜圖庫數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索相關(guān)質(zhì)譜信息，共鑒定出42個匹配度大于70%的化合物，主要為糖和糖苷類物質(zhì)（16個）、有機酸（13個）。以峰面積計算各物質(zhì)的相對百分含量，得到3種基質(zhì)栽培的鐵皮石斛代謝譜信息如表3所示。其中，蘋果酸峰面積占比最高，在松樹皮組、椰糠組、復合基質(zhì)組中分別為34.32%、31.73%、32.36%。而松樹皮組、椰糠組、復合基質(zhì)組中糖和糖苷類物質(zhì)含量占比分別為41.96%、51.94%、43.83%，有機酸物質(zhì)占比分別為50.18%、44.49%、49.35%。

? 多元統(tǒng)計分析

采用多元統(tǒng)計分析方法對高維數(shù)據(jù)矩陣進行簡化和降維。對數(shù)據(jù)進行自標尺化處理，采用無監(jiān)督的主成分分析方法，以明確不同基質(zhì)栽培的鐵皮石斛樣品組間和組內(nèi)的相似性和差異性，結(jié)果如圖2所示，質(zhì)控樣本很好地聚集在一起，這表明儀器穩(wěn)定性好。第一主成分為50.4%，第二主成分為14.1%。松樹皮、椰糠、復合基質(zhì)3組樣本各自聚為一類，表明樣本的組內(nèi)差異較小;不同組樣本在第一和第二主成分上均有明顯分離，說明樣本的組間差異較大。其中松樹皮組與椰糠組樣本相距最遠，復合基質(zhì)組樣本分布在松樹皮、椰糠2組樣本之間，這一差異趨勢與基質(zhì)物理性質(zhì)結(jié)果相對應，表明栽培基質(zhì)對鐵皮石斛初級代謝產(chǎn)物有較大的影響。

采用有監(jiān)督的正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）方法分別對松樹皮、椰糠、復合基質(zhì)3組作進一步分析，以最大程度地提取組間差異信息，得分圖如圖3A、圖3C、圖3E所示，松樹皮、椰糠、復合基質(zhì)3組樣本間均有顯著差異，說明不同基質(zhì)栽培的鐵皮石斛存在明顯的代謝差異。所建立的OPLS-DA模型RY值和Q值均大于0.9，表明模型可以很好地解釋數(shù)據(jù)矩陣信息，有較好的預測能力。對OPLS-DA模型進行200次置換檢驗，以驗證模型是否存在過擬合，結(jié)果如圖3B、圖3D、圖3F所示。所有R和Q左邊的點都低于右邊的點，且R和Q的回歸線斜率都為正，說明建立的OPLS-DA模型具有可行性， 可根據(jù)建立模型所得到的VIP值篩選松樹皮-椰糠、松樹皮-復合基質(zhì)、椰糠-復合基質(zhì)3組之間的差異代謝物。

? 差異代謝物篩選

基于OPLS-DA結(jié)果獲得變量重要性投影（variable importance in project，， VIP），結(jié)合差異倍數(shù)（fold change，， FC），篩選差異顯著的代謝物。設置閾值條件為VIP>1、FC≥2或FC≤0.5。松樹皮組與復合基質(zhì)組間篩選出14個差異顯著的代謝物，松樹皮組與椰糠組間11個，復合基質(zhì)組與椰糠組間5個，共篩選到17種差異顯著的代謝物，占檢測出的所有代謝物（42種）的40.5%，結(jié)果如表4所示。與復合基質(zhì)組相比，在松樹皮組中12個代謝物（糖和糖苷類7個，有機酸類3個，氨基酸及其衍生物類1個，胺和酰胺類1個）含量顯著下調(diào)，β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-（+）-塔羅糖、甲基半乳糖苷、L-（-）-山梨糖、L-蘇阿糖酸、2-酮-1-葡萄糖酸、章胺、4-氨基丁酸等物質(zhì)下調(diào)了3倍以上。其中，章胺和4-氨基丁酸在松樹皮組中未檢出。與椰糠組相比，在松樹皮組中10個代謝物（糖和糖苷類5個，有機[酸類2個，

氨基酸及其衍生物類1個，胺和酰胺類2個）顯著下調(diào)，α-D-葡萄糖、β-D-（+）-塔羅糖、甲基半乳糖苷、L-（-）-山梨糖、章胺、4-氨基丁酸等物質(zhì)下調(diào)了3倍以上。椰糠組與復合基質(zhì)組相比，僅L-5-羥脯氨酸、L-蘇阿糖酸、β-D-（+）-塔羅糖、4-氨基丁酸、對羥基苯丙酸5個代謝物含量表達差異顯著。這表明，復合基質(zhì)、椰糠基質(zhì)栽培的鐵皮石斛糖和糖苷類及有機酸類物質(zhì)顯著高于松樹皮組，復合基質(zhì)組與椰糠組之間則存在較小的差異，且復合基質(zhì)組鐵皮石斛略優(yōu)于椰糠組。

? 討論

栽培基質(zhì)的主要功能是固定植物，調(diào)節(jié)供氧、供水。不同栽培基質(zhì)物理性質(zhì)不同，供氧供水能力也就不一致。由表1可以看出，基質(zhì)容重從大到小排序為：松樹皮>松樹皮與椰糠復合基質(zhì)>椰糠。通氣孔隙度及持水能力排序為：椰糠>松樹皮與椰糠復合基質(zhì)>松樹皮。這表明松樹皮、椰糠基質(zhì)對鐵皮石斛植株的固定能力強于復合基質(zhì);椰糠、復合基質(zhì)對鐵皮石斛植株的供水能力強于松樹皮。以傳統(tǒng)檢測方法檢測鐵皮石斛莖中的多糖含量，結(jié)果表明，3組鐵皮石斛莖多糖含量從高到低排序為椰糠組>復合基質(zhì)組>松樹皮組。多糖含量越高，鐵皮石斛質(zhì)量越好，即椰糠基質(zhì)栽培的鐵皮石斛質(zhì)量最優(yōu)，復合基質(zhì)次之，松樹皮基質(zhì)最差。為進一步探究栽培基質(zhì)對鐵皮石斛的影響，采用基于代謝組學思路的GC-MS方法檢測比較3種基質(zhì)栽培的鐵皮石斛莖中的初級代謝物。

通過多元統(tǒng)計分析共篩選出17個差異顯著的代謝物，與松樹皮組相比，在復合基質(zhì)組、椰糠組中葡萄糖、麥芽糖、半乳糖等可溶性糖及莽草酸等有機酸含量顯著上調(diào)。代謝譜結(jié)果表明，有機酸類物質(zhì)總含量從高到低排序為：松樹皮>復合基質(zhì)>椰糠，糖和糖苷類物質(zhì)總含量排序為椰糠>復合基質(zhì)>松樹皮。這表明基質(zhì)通氣孔隙度及持水能力較高時更有利于鐵皮石斛中糖類物質(zhì)的積累。這與楊霞等關(guān)于腐熟菌渣對石斛的影響研究結(jié)果一致，較高的栽培基質(zhì)持水孔隙度、容重、總孔隙度會對石斛植株的物質(zhì)積累、根系延伸和分裂、植株的健康造成不同程度的抑制作用，而較高的通氣孔隙度可以顯著促進石斛的物質(zhì)積累和根系發(fā)育。這一結(jié)果可能與鐵皮石斛的光合特性有關(guān)。

據(jù)文獻報道，鐵皮石斛是兼性景天酸代謝（crassulacean acid metabolism，， CAM）植物，可以在夜間吸收同化CO，以蘋果酸形式儲存，并在白天分解有機酸釋放CO，通過卡爾文循環(huán)合成糖類。在非生物脅迫環(huán)境下，鐵皮石斛中C和CAM并存，缺水情況下會因栽培基質(zhì)含水量的變化執(zhí)行不同強度的CAM途徑。SHAMEER等的研究表明，CAM植物的光合效率低于C和C植物，干物質(zhì)年積累量較低。采收前一段時間，澆水頻率變更為2?d一次，但生長環(huán)境依然保持高溫干燥狀態(tài)，栽培基質(zhì)水分會迅速流失，且松樹皮基質(zhì)因其持水性能低于椰糠、復合基質(zhì)，水分流失更快。在該環(huán)境下，鐵皮石斛植株極有可能出現(xiàn)短暫性的缺水，從而誘導CAM的表達增強。氣質(zhì)分析結(jié)果可以證實這一猜測，松樹皮、復合基質(zhì)、椰糠3組中檢出的蘋果酸峰面積占比分別為34.32%、31.73%、32.36%，而蘋果酸是調(diào)節(jié)石斛屬植物C/CAM代謝轉(zhuǎn)換的標志性物質(zhì)。故而推測鐵皮石斛在栽培期間CAM途徑有較強的表達。且由于松樹皮基質(zhì)持水性能弱于復合基質(zhì)和、椰糠，松樹皮比較另外2種基質(zhì)更容易缺水，從而導致松樹皮基質(zhì)栽培的鐵皮石斛中CAM表達強于另外2組。因此，糖和糖苷類及有機酸類物質(zhì)在松樹皮與復合基質(zhì)和松樹皮與椰糠兩對比較組間表達差異顯著，且CAM表達較強的松樹皮組鐵皮石斛多糖積累量少于復合基質(zhì)和椰糠。值得一提的是，本研究是基于單位質(zhì)量的鐵皮石斛莖展開的，未對單位面積的鐵皮石斛總重量進行測定，旨在討論單位質(zhì)量的鐵皮石斛莖中代謝物含量變化，側(cè)重點在于“優(yōu)質(zhì)”的鐵皮石斛。在生產(chǎn)試驗中，如考慮生產(chǎn)效率還需結(jié)合總生物量來分析，以栽培出“優(yōu)質(zhì)”且“高產(chǎn)”的鐵皮石斛。

? 結(jié)論

本文以松樹皮、椰糠、松樹皮∶椰糠（1∶1）的復合基質(zhì)3種栽培基質(zhì)栽培的鐵皮石斛莖為研究對象。通過環(huán)刀法測定了3種基質(zhì)的物理性質(zhì)，結(jié)果顯示復合基質(zhì)、椰糠的通氣孔隙度、持水性能優(yōu)于松樹皮基質(zhì)。使用苯酚硫酸法檢測鐵皮石斛莖中的多糖含量，結(jié)果表明椰糠基質(zhì)栽培的鐵皮石斛多糖含量最高，質(zhì)量最好，松樹皮組含量最低，質(zhì)量最差。采用GC-MS方法檢測鐵皮石斛莖中的初級代謝產(chǎn)物，共鑒定出42個物質(zhì)。以VIP>1、FC≥2或FC≤0.5為條件，篩選出17個差異顯著的代謝物，主要為糖和糖苷類、有機酸類物質(zhì)。與松樹皮組相比，大部分差異顯著的代謝物在復合基質(zhì)、椰糠中有較高的積累量?；|(zhì)物理性質(zhì)與差異代謝物聯(lián)合分析結(jié)果表明，栽培基質(zhì)通氣供水能力越弱，植株可利用水越少，CAM途徑表達越強而C途徑則弱，糖類物質(zhì)積累量越少。即通氣孔隙度高、持水性能好的基質(zhì)更有利于鐵皮石斛糖類物質(zhì)的積累。

參考文獻

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