南方农业学报

作者：王泗力, 张杰, 朱欣佳, 陈佳欣, 王丹丹,

关键词：东北红豆杉, 野生种, 栽培种, 代谢组学, 转录组学, 类黄酮,

【目的】 开展东北红豆杉野生种和栽培种类黄酮代谢网络比较研究，为深入解析东北红豆杉次生代谢进化模式及药用植物代谢网络，选育药用活性成分定向富集的东北红豆杉优良品种提供参考依据。【方法】 以东北红豆杉2份野生种资源分别来自辽宁丹东（W1）和吉林汪清（W2）和3份栽培种资源日本矮紫杉（C1）、东北红豆杉×日本矮紫杉杂交种（C2）和金叶红豆杉（C3）为研究对象，对红豆杉野生种和栽培种的嫩叶样品进行代谢组学和转录组学分析，对样品中的代谢物进行主成分分析（PCA）。采用液相色谱—串联质谱法（LC-MS/MS）检测样品中代谢物的相对浓度，基于Illumina Novaseq 6000平台，以P<0.05且差异倍数（Fold Change）≥1.5为标准筛选差异表达基因（DEGs），对代谢物进行KEGG代谢通路富集分析。通过代谢组和转录组联合分析构建类黄酮生物合成通路网络，对关键基因的转录组测序数据进行实时荧光定量PCR验证。【结果】 野生种和栽培种东北红豆杉在代谢物组成上呈高度群体特异性分离模式。第一主成分（PC1）解释54.2%的变异，第二主成分（PC2）解释22.2%的变异。KEGG代谢通路富集分析结果显示，栽培种和野生种东北红豆杉比较组中的代谢物谱存在显著差异，包括新陈代谢、人类疾病、生物系统、环境信息处理和细胞过程五大类，富集到排名前20种的代谢通路分别有11、4、3、1和1种；在新陈代谢分类中，富集到异黄酮生物合成代谢通路、甾体激素生物合成和类黄酮生物合成通路。与野生种相比，东北红豆杉栽培种显著富集了以类黄酮为主、涉及营养和形态建成的次生代谢物相关通路。DEGs分布数量在不同比较组中呈两极分化，其中在W2 vs C1比较组中获得的DEGs数量最多，为851个，占比50.38%；W1 vs C1比较组次之，为491个，占比29.07%。东北红豆杉栽培种的高表达簇DEGs富集了有关植物生长发育调控、营养物质积累与转运、器官发育与形态建成、品质改良和促进生长的激素信号转导相关基因；野生种高表达簇DEGs则富集了环境感知、资源高效利用、繁殖策略调控、种间竞争和多重抗性相关基因。东北红豆杉栽培种和野生种间类黄酮物质的相对浓度存在明显差异，除橙皮素-7-O-葡萄糖苷外，其余6种类黄酮物质的相对浓度均表现为3份栽培种东北红豆杉显著高于2份野生种东北红豆杉（P<0.05，下同）。东北红豆杉野生种和栽培种在苯丙氨酸至类黄酮代谢通路关键基因的表达上存在明显差异，在细胞色素P450家族基因中，栽培种CYP75A3基因表达量较野生种下调，而栽培种CYP75B137基因表达量较野生种上调。与东北红豆杉野生种相比，R2R3-MYB、bHLH和WD40转录因子相关基因的表达量在栽培种中明显上调。9个基因的实时荧光定量PCR检测结果与转录组测序数据较为一致。【结论】 人工栽培驯化使东北红豆杉类黄酮代谢网络发生定向重塑，栽培种通过“上游供给强化+支路阀门调控+MBW转录网络协同”形成高效通量模式，推动功能性类黄酮物质定向富集，野生种则保持更高的类黄酮结构多样性，以支撑其对复杂胁迫的广谱适应性。

来源：2026年第3期

《南方农业学报》期刊编辑部

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