代谢监管在发展中的作用栓皮栎中国亚热带地区不同地质来源磷点的橡子

背景

富磷土壤发育于磷矿区，缺磷土壤在亚热带地区普遍存在。关于代谢物如何参与种子发育以及它们如何应对不同营养环境的报道甚少。

结果

在这里，我们量化了代谢物栓皮栎在早期（7月）橡子，中间（8月），晚（九月）发展阶段，确定的元素（C，H，O，N，P，K，钙，镁，硫，铁，铝，锰，钠，Zn和Cu）在亚热带地质衍生的对比度-P位点的晚期患者浓度。主要代谢途径包括糖代谢，TCA循环和氨基酸代谢。大多数代谢物（尤其是C-和含N的代谢物）增加，然后从七月下降到九月。通过代谢物（主要是糖和有机酸）分别在三个阶段分别在三个阶段进行显着区分两种部位之间的橡胶。P的P，正磷酸和大多数糖的浓度较高;在富含P缺陷位点的P型位点的后期橡子中赤霉病较低。在两个地点的橡木群之间的个体橡子的大小和干燥质量中没有显着差异。

结论

两种网站的橡木橡子形成了与其不同的地质衍生的土壤条件相关的不同的代谢表型，并且后期橡子倾向于在p缺陷位点的材料合成过程中增加P-Usifer效率，相对于p- 建议网站。

亚热带土壤的特征是磷(P)、钙(Ca)和镁(Mg)缺乏，铁(Fe)和铝(Al)富集[1那2］．然而，在中国的一些亚热带缺磷地区，经常会有一些富磷矿石混合在一起，导致整个地区磷等元素的显著变化[3.那4.］．这些对比-P位点通常引起不同化学计量特征的植物[3.那5.那6那7那8]，会影响细胞和生物体内的新陈代谢和化合物的形成[9那10.］．代谢物代表在给定时刻的生物体中的所有小分子[11.那12.］．在生态和生理学研究中，代谢组学主要用于响应可变环境的生物体的生理状态[13.那14.那15.］．到目前为止，非目标代谢组学已被应用于许多现场实验，以阐明环境变化对代谢物组成的影响[16.那17.那18.］．

自从离子单体的概念在2003年首次提出以来[19.]，它已被用于分析对不同植物环境因素的响应[20.]，如拟南芥(拟南芥）[21.),茶(茶树）[22.]，稻（栽培稻）[23.］．响应遗传，发育和环境因素的变异，元素总是与生物分子结合[24.那25那26，它们参与许多新陈代谢，包括碳和氮代谢[27那28］．因此，代谢组学与元件的变化的整合具有增强的表型应答涉及生理和分子机制，以不同的时空尺度[理解16.那29］．

作为接收器的组织，种子可以动员存储营养素以支持种子萌发的植物生命周期中的新生过程和幼苗建立[30.那31那32］．基于代谢组学，在某种环境条件下，已经对不同植物的种子发展进行了研究，例如玉米（玉米）[33那34),大麦(大麦芽）[35]，大豆（甘氨酸最大）[35那36那37]和莲花(莲属椰子）[38］．然而，种子发育过程中代谢组对土壤养分变化的适应性田间试验研究较少，这将加深我们对原位植物适应环境机制的认识。

栓皮栎是东亚地区重要的生态、经济和栽培落叶阔叶栎树。在前人的研究中，叶和种子都有明显的化学计量学特征问:摘要在富磷和缺磷地点生长的种群[3.那39］．此外，展示了代谢物与叶子的化学计量特征之间的强相关性问:摘要人口在两个站点[16.］．因此，对于本研究，使用发展问:摘要植物种子发育过程中，富磷位点和缺磷位点的代谢物分布有何不同?2)哪些特定的代谢物在种子的代谢调控中起关键作用，在处理富磷和缺磷位点的各种营养物质中起关键作用?本研究旨在填补我们对在地植物如何代谢适应具有对比养分有效性的地点的理解的空白。

富磷和缺磷位点发育橡子的形态特征

图中显示了两个对照点橡子发育的形态特征。1: 7 - 10月橡实长度显著增加(p< 0.05)。1一个);单个橡子的宽度和干质量在发育过程中显著增加，直到9月达到最大值(图2)。1b, c)。此外，在4个发育阶段，富磷位点和缺磷位点在橡子长、宽、单粒干质量上均无显著差异(p>(图0.05)。1)．

发展橡子的代谢组变化

在三个开发阶段，总共100种代谢物被注释和量化，如表S1所示（附加文件4.)，根据分子结构可分为六类:氨基酸、糖、有机酸、醇、胺和酯。此外，基于通路分析的结果，我们绘制了该过程的代谢图，其中包含了三个发育阶段的所有代谢物(图)。2)．不同发育阶段所鉴定的代谢物不同(图。2)．在7月、8月和9月观察到橡子的主要代谢途径，包括糖代谢、TCA循环和氨基酸代谢(图2)。2;附加文件5.:表S2)。目标途径是> 0.1的途径影响的途径（PI）（附加文件5.:表S2)。如表S2所示（额外的文件5），7月份在橡胶中发现β-丙氨酸代谢，泛酸和COA生物合成。

为了更好地比较橡子的代谢物，我们比较了47种代谢物(主要是糖和有机酸)的浓度，它们都是在橡子的所有三个发育阶段中鉴定出来的(附加文件)2：图S2）。除甘氨酸，D-甘露糖糖苷，酶，戊二酸和乙醇胺外，几乎所有对比P P可用性的47个代谢物都是最高的。2：图S2）。正磷酸，D-果糖，蔗糖和肌肌醇浓度呈现在富含P-富含和P缺陷位点的显影橡胶内的明显变化（图。3.;附加文件4.表S1):在橡子的三个发育阶段中，富磷位点和缺磷位点的正磷酸和蔗糖浓度均有显著差异(p< 0.05);结果表明，7月和8月的橡果和8月和9月的橡果中d-果糖和肌醇的浓度存在差异(p < 0.05). Concretely, the concentrations of orthophosphoric acid, myo-inositol and d-fructose in the acorns in August were above 20 fold higher than those both in July and September at two sites; sucrose concentration in August were more than 7 fold higher than in July, and more than 25 fold higher than in September at the two sites (Fig.3.)．

橡子中缺磷位点和富磷位点的代谢物和鉴别元素

制育中代谢产浓度的方差分析问:摘要一个corns at two contrasting-P sites revealed that the predominant metabolites of significant difference in the acorns of the two sites were glyceric acid, l-lactic acid, d-lyxose, and glycine in July, sugars (e.g., erythrose, allose, sucrose) and organic acids (e.g., glycine, linoleic acid, tartaric acid) in August, and sugars (e.g., erythrose, cellobiose, floridoside) in September (Fig.5.)．

根据具有R²值> 0.7和q²值> 0.5(附加文件3.：图。S3A），可以通过代谢物区分两种对比-P位点的橡子（图。4.a)在7月，主要由四种代谢物(甘油酸、l-乳酸、d-lyxose和甘氨酸)贡献。与缺磷位点相比，富磷位点的这些代谢物浓度更高(图2)。5.A;附加文件4.:表S1)。类似地，基于重要的OPLS-DA模型与R²值> 0.7和q²值> 0.5(附加文件3.：数字。S3B，S3C），两种对比-P位点的橡胶被代谢物显着歧视，8月份的26个代谢物的主要贡献（图。4.B，图5.b)和9月份的16种代谢物(图4.c,无花果。5.c）。8月，除了甘氨酸和赤素外，其他代谢物除了甘氨酸和红霉素之外，与P缺陷位点相比，其他代谢物在P-富含部位显示出显着更高的浓度（p < 0.05), including sucrose and orthophosphoric acid (Fig.5.B;附加文件4.:表S1)。特别地，相对于富含P的位点，P缺陷位点在p缺陷位点处较高（图。5.B;附加文件4.:表S1)。9月，缺磷位点的16种差异代谢物比富磷位点的差异代谢物更丰富，包括正磷酸。特别是，在缺磷位点的橡子糖(红葡萄糖苷、甘油糖苷和β-d-吡喃葡萄糖)和有机酸(核糖酸)浓度比富磷位点高2倍(图2)。5.C;附加文件4.:表S1)。

考虑到生理成熟度问:摘要两个地点的橡子生长时间为9月，此时橡子的干质量在发育过程中达到稳定状态(图2)。1），我们还专注于9月份橡子的代谢物 - 元素关系。基于OPLS-DA（附加文件3.：图。S3），来自9月的离子数据显着区别来自p-富含和p缺陷位点的橡胶（图。4.c)，主要贡献来自5种元素(N, P, S, Mn, Cu)(图5)。6)．此外，祖蛔虫N，P，S和Cu的浓度较高，并且在P富缺陷位点处的P富含位点下恢复橡子Mn（图。6)．

这些鉴别元素之间的关系是复杂的（附加文件7：表S4）：N和P之间的显着阳性相关性，在P和S之间，在C Cu和S之间，N和Mn之间的显着负相关，Cu和Mn之间。此外，9月，Acorn N和Mn显示与橡子差分代谢物复杂相关（附加文件8：表S5）：橡子n为正与甘氨酸（氨基乙酸）和正磷酸相关，但负相关的一些糖（例如，1- sorbofuranose，β-d-D-吡喃葡萄糖，floridoside和甘油糖苷）;Mn为正与一些糖（例如，β-d-D-吡喃葡萄糖，floridoside和甘油糖苷）相关，而与正磷酸负相关（p< 0.05)(图6)．Besides, P and S were positively related to glycine, negatively related to some sugars (e.g., floridoside and glyceryl-glycoside), and Cu was negatively related to some sugars (e.g., Lactulose, β-d-glucopyranose, floridoside and glyceryl-glycoside) in September (Additional file8：表S5;而是6)．

据我们所知，本研究是首先展示原位植物如何通过适应可变营养环境的原位生成种子，就亚热带地区的种子的代谢组而言，P是植物生长和发育的影响。基于我们的结果，讨论侧重于橡胶代谢谱的差异，以及在对比P位点的代谢调节中发挥关键作用的代谢产物的鉴定。

顺序动态含C和n的代谢物在acorn开发

我们的结果清楚地表明，在P有效性对比的两个地点，从7月到9月，橡子中大多数糖、氨基酸和有机酸的浓度先增加后降低(补充文件4.S1:表;而是2，附加文件2图S2)，同一代谢途径在三个发育阶段的PI值不同(附加文件5.:表S2)。这些结果表明，在橡子发育过程中，橡子的代谢状态是根据含C-和含N-代谢产物的顺序动态变化的。这与Wang等人的结果一致[38]，谁发现的代谢物和蛋白质参与莲花的发展（莲属椰子)种子是顺序动态的。一方面，这可能与这些代谢物在种子发育中的重要作用有关。7 - 8月橡子合成了许多含C-和N-的代谢物(如氨基酸、糖类和有机酸)，在9月合成贮藏物质，此时橡子达到生理成熟，干质量相对稳定(图)。1）[40］．如其他人报告，在开发玉米中显着改变了关键代谢物（例如氨基酸，糖和有机酸）[41], lotus [38，小麦[42]，甚至在果实发育过程中，如枸杞(MEMILUS GENARMICA）[26]、脐橙(柑橘sinensis.）[43]和ponkan（试）[44］．

另一方面，在对比度-P位点上显影橡胶中的代谢物的顺序动态可能与植物发育期间代谢物合成中的基因有序调节有关。通过基因表达调节C-和N-含Nabolites的显着降低[45］．尽管在整个发育中共用种子中最活跃的基因，但每个发育阶段利用一组与其他阶段相比上调的基因，或者在GeneChip水平上进行特殊[46］．类似地，Miguel等人对发育橡子的转录组研究[47结果表明，橡子发育以糖代谢、TCA循环、氨基酸代谢等糖类代谢最为突出，但各发育阶段有特定的代谢上调，如糖类代谢和能量代谢在中间阶段。同样，尽管在7月出现了一些特殊的代谢，但糖代谢、TCA循环和氨基酸代谢构成了橡子发育过程中的核心代谢途径(图2)。2;附加文件5.:表S2)， 7 - 9月，在富磷和缺磷位点，干质量和体积均显著增加(p< 0.05)(图1)．

此外，作为贮藏器官，橡子主要积累淀粉(46.3-68.6%)，其次是脂肪和蛋白质[48］．因此，在橡实发育过程中，在两个p -对照点，糖、糖醇和氨基酸的浓度发生了明显的变化，这种变化与它们在淀粉和蛋白质合成中的功能有关(图2)。2)．首先，作为植物能量的一种形式，淀粉在橡实发育过程中不断积累[49]，导致橡胶干肿块的显着增加（图。1)．在此过程中，小的糖分子（尤其是蔗糖和d - 果糖）转化到大糖分子（例如，棉子糖和淀粉）38那41]，与糖醇的消耗相结合（例如，肌醇和半乳糖醇）（图。2）[50]或作为重要的调节剂作用[51那52］．累积的大糖分子将作为能量储备（图2）[53.]，它可以在建立幼苗中提供能源材料。因此，在两个位点，在成熟过程（从8月至9月开始）期间，蔗糖和D-果糖的浓度以及肌肌醇和半乳糖醇显着下降（图。3.，附加文件2:图S2;附加文件4.:表S1)。其次，一般在叶子中合成的氨基酸，可以运输到种子中进行进一步的蛋白质合成[54.]，并在能量代谢中作为糖酵解和TCA循环的中间体(图。2）[55.那56.那57.］．因此，在成熟过程中，大多数氨基酸(特别是l-谷氨酸)的减少(附加文件2:图S2;附加文件4.：表S1）可能已被在存储蛋白质的合成氨基酸的掺入而引起的。

富磷和缺磷位点橡树橡实群体中含C和n代谢产物的差异

我们的结果清楚地表明，以糖和有机酸为主的代谢物在橡树种群橡子的富磷和缺磷位点上存在显著差异(图2)。5.)．这表明由于地质衍生环境，这些类型的糖和有机酸参与原位植物种子对土壤营养素的可变供应的反应。ji等人已经证明了这一点。[16.]，谁发现糖和有机酸问:摘要叶子在鉴别中起着主要作用问:摘要树木在对比鲜明的地质p点。在其他关于植物叶片和种子在不同营养条件下的反应的研究中，糖和有机酸的重要作用也得到了证实。Yan等人[23.结果表明，添加磷能提高油籽中糖的浓度。P缺陷(22.]和Zn应力[58.]主要改变茶中的糖和有机酸浓度（茶树树叶)。

作为生殖器官问:摘要树木，橡子的特征在于在开发过程中富集淀粉[49］．碳水化合物代谢，包括糖酵解、糖异生、氨基糖和核苷酸糖代谢，是必不可少的生化过程(图)。2）[47］．作为两种重要的代谢物形式，糖和有机酸在植物中所占比例高于其他代谢物，糖(如果糖、蔗糖、葡萄糖)和有机酸(如鼠草酸、甘氨酸、谷氨酸)是参与植物种子碳氮代谢的主要中间体(见图)。2）[38］．同样，糖和有机酸在果实发育过程中的重要作用也被观察到，如ponkan (试）[59.]、脐橙(柑橘sinensis.）[43]和Medlar（MEMILUS GENARMICA）[60.］．

在过富磷网站P-缺损部位在后期橡子磷利用的效率提高

9月，干燥的质量问:摘要橡子达到稳定（图。1)．我们发现，在这一阶段，在这种对比鲜明的地质p位点，橡子的代谢发生了明显的变化(图。6)．其他研究报告了不同营养供应情况下植物的不同代谢移植。基督徒和奥利弗[61.)表明,Chlamydomonas Reinhardtii.在N，P，S或Fe缺乏条件下开发出高度独特的代谢物谱。Gargallogarriga等。[62.研究表明，通过对植物保护机制的更高投入，提高磷的利用率可能导致代谢组发生变化。

具体而言，我们的研究结果表明，P的利用是不同的，以保证在橡子在P-丰富和P-缺损部位的不同土壤养分供应相同的干质量（图6)．红血球糖可由红血球-4-磷酸合成，它是戊糖磷酸途径的重要中间产物[63.那64.]，戊糖磷酸盐途径比糖溶解少的无机P [65.］．在我们的研究中，橡子后期缺磷部位的大部分糖、大部分有机酸、正磷酸和P的浓度较低，红红细胞高于富磷部位。但在后期橡子的干质量和C浓度上没有显著差异(图2)。6;附加文件6:表S3)。不太可能，一些变形科物种的种子被认为在种子中积累了相对较高的磷浓度，以适应低磷环境[66.]，并在这种磷贫乏的栖息地产生小种子[67.］．施磷能提高玉米的干质量(玉米）[68.］．此外，磷的使用变化与植物磷供应的变化有关[69.那70那71.］．因此，P缺陷位点的后期橡子可能会提高戊糖磷酸途径，通过绕过糖酵解反应中的P消耗来降低P配额，这增加了P缺陷位点在橡胶中使用的P使用效率（图。6)．

此外，类似于以前关于其他器官的元素浓度的报告[25那72.]，与本研究中其他类型元素相比，晚期橡子的蛋白质/核相关元素(如N, P, S)和酶相关元素(如Mn, Cu)在富磷和缺磷位点受到的影响更大(图。6)．然而，与我们的研究结果不同的是，磷的供应可以提高作物中常量元素(如N、P和S)的浓度，如豇豆(Vigna Mungo）[73.)、小麦(Triticum aestivum.),玉米(玉米)和蚕豆(蚕豆）[74.]，但降低水稻中微量元素(如锰和铜)的浓度(栽培稻）[75.］．考虑到这些元素(如N、P、S、Mn、Cu)与植物代谢产物之间的密切关系(图。6）[76.，以及这些元素对植物种子中贮藏物质的合成和植物种子产量的重要影响(图。6）[75.那77.那78.，它也可以证明在这两个地点的橡果后期有明显的代谢变化。

代谢调节是由于土壤中养分缺陷的养分，特别是在地质衍生的营养有限区域的植物下，植物在原位条件下产生正式种子的必要机制之一。在本研究中，我们的结果表明了代谢调节在亚热带地区的对比植物种子的发展中的代谢调节在亚热带地区的亚热带地区的染色区域中的形成。首先，由于其参与材料合成，糖代谢，TCA循环和氨基酸代谢对橡木橡皮笼的发展至关重要。此外，所涉及的代谢产物是依次动态的，从7月到9月，在正磷酸，D-果糖，蔗糖和肌醇浓度的浓度下观察到的最显着变化。这证明了橡木种子中能量和营养积累的特征。其次，在代谢物（主要是糖和有机酸）和元素方面，在代谢物（主要是糖和有机酸）和元素方面存在显着差异，而在代谢物（主要是糖和有机酸）和元素之间，但在尺寸和单个橡子的干重没有差异在P-富含和P缺陷位点之间。这验证了两种网站类型的橡木种群中橡胶的形态和化学成分之间的不一致。第三，在阶段（9月）橡子中，P的浓度（特别是D-果糖和蔗糖）显着较高，并且红细胞富含性的位点与那些相反p缺陷位点。 This suggested that the late-stage acorns tended to increase the efficiency of P use in the process of material synthesis at the P-deficient sites relative to these at the P-rich sites. Our findings deepen our understanding of how in situ plants adapt to variable nutrient environments through metabolic mechanisms in subtropical regions.

研究地点

本研究是在田间试验基础上进行的。P-rich网站开发和P含量高磷酸盐岩石上,定位在昆明城市(纬度24°58“54.38”N,东经102°26”47.58”a.s.l E,海拔1869米),而P-deficient网站开发与低P含量non-phosphate岩石上,定位在成形制造,在楚雄城市(纬度25°14“48.25”N,东经101°32”35.62”E,云南，海拔1846米)。富磷(昆明)和贫磷(Mouding)遗址的林分是天然森林，它们在历史上一直未被人为破坏[79.］．所以，我们选择的树木是相同的年龄。此外，JI揭示了这些磷酸盐和非磷酸盐岩石的化学组成[80］．p的水平₂O_5.在磷矿中含量明显高于非磷矿。总磷浓度为2.23 mg g⁻¹和0.3毫克g⁻¹一个t P-deficient sites, while the available P concentration are 0.045 mg g⁻¹富磷位点为0.007 mg/g，缺磷位点为0.007 mg/g [8］．

两站点气候相似，2017年两站点年平均气温为16.0°C，牟定年平均降水量为909.40 mm，昆明年平均降水量为978.00 mm。图S1(附加文件1)描述了牟定和昆明1981 - 2010年的月平均气温和降水，以及两个站点的降水，主要发生在7月和8月(补充文件)1:图S1)。

由Wen等人揭示了昆明和P缺陷位点的来自昆明和P缺陷位点的富富型位点的化学成分。[8和Ji等[80］．两个试验点的土壤pH值为~ 5.22，富磷试验点土壤C、N、P、K、Mg、Mn的浓度明显高于贫磷试验点[16.那80］．取决于地点和范围问:摘要7月份建立了六种富含六种富有的网站（20米×20米）和六个P缺陷场（20米×20米）。八月和9月，分别建立了八个富有的富有网站（20米×20米）和12个P缺陷位点（20米×20米），其中每个网站包含三个地块。

抽样

从野生橡子中取样栓皮栎中国云南中部，那里的人口在富P（昆明）和缺磷（牟定）网站问:摘要树木的分布很典型。这些橡子标本的采集无需许可，本研究对滇中地区的生物多样性没有影响。刘春江教授在两个地点进行了样品的正式鉴定。在富p站点站立时，其高度为问:摘要树木的17.67米至31.67米，DBH（乳房高度直径）截止了21.74厘米至48.41厘米。在P缺陷的场地站立，高度问:摘要树木的22.50米至25.00米，DBH跨越16.03厘米至28.66厘米。建立了橡子发展四个阶段，早期（7月），中期（八月），晚期（九月）和最后阶段（十月），基于发育特征和主要物质含量（淀粉）的含量。橡子在7月份完全被汽油覆盖，8月份是可见的，并以绿色为绿色，但九月变得棕色，10月份下降。此外，7月和8月，淀粉的累积率比其他发展阶段快得多，9月份，淀粉含量达到最大值[49那81.］．所以，形态学特征问:摘要在四个发育阶段分析了橡子，但分析了7月，八月和九月的橡子代谢物分析。2017年，分别于7月，8月，9月和10月分别在每橡木地区随机收集六棵橡子。7月份，从给定部位的九个非寄生和去皮橡胶样品中的子叶部分形成复合样品。来自给定图中的三个非寄生和去皮橡胶样品的子叶部分在8月和9月形成了复合样品。凭证标本占上海焦桐大学农业学院的公共植物标记。为了进行GC-MS分析，7月，8月和9月的橡子立即在干冰中冷冻并储存在-80°C。确定了四个发展阶段的个体橡子的长度，宽度和干重。

橡子代谢物的提取、衍生和分析

使用气相色谱 - 质谱法（7890A-5975C，Agilent，USA）进行代谢物分析分析。代谢产物提取技术从Wu等人修饰。[25和Du等人[82.］．复合橡胶样品被解冻后，将100mg的新鲜复合材料样品引入2.0ml离心管中。随后，0.8ml甲醇 - 氯仿（3：1，V / V）和30.0μl核糖醇（2.0mg mL⁻¹作为内定量标准，加入每根试管中。混合物在60.0 HZ下研磨80 s，在1200 r min下离心⁻¹．10分钟。将400.0μL独立收集到1.5ml HPLC玻璃瓶中并在台式离心浓缩器（Labconco Corporation，堪萨斯城，MI）中干燥3.0小时。一旦上极相彻底干燥，甲氧化，用80.0μL15mgml在37℃下孵育干燥的馏分1.5小时⁻¹首先进行甲氧氧酰胺盐酸盐，然后用甲甲甲硅烷基化进行，在70℃下将干燥的级分温育1.0小时，进行80.0μLTMC（BSTFA：TMCS = 99：1）。

由GC-MS的分析，根据Du等进行。[82.］．样品的衍生化使用PerkinElmer气相色谱仪和TurboMass-Autosystem XL质谱仪(PerkinElmer lnc。沃尔瑟姆,MS)。每个样品等量1 μL进样于DB-5MS毛细管柱(30 mm × 0.25 mm × 250 mm) (Agilent JW Scientific, Folsom, CA)中。溶剂延迟5分钟后，将GC烘箱温度调整到60°C;注射1 min后，烘箱温度从60°C提高到300°C, 5°C min⁻¹27分钟。注入器和离子源温度分别调至280℃和230℃。氦气以1.0 mL min的恒定速率作为载气⁻¹．Measurements were achieved with an electron impact at 70 e and at full scan mode, with a mass scan range of 33–600 m z⁻¹．

代谢物水平由MSD ChemStation（I.02.02.1431中的质谱库（2011）内测定（E.02.02.1431; Agilent Inc.，CA，USA），国家标准和技术研究所（NIST）和Chromatof（版本4.50版。8.0; Leco Corporation，MI，USA）。原始文件被转换为NetCDF格式，然后通过Chromatof顺序处理（4.50.8.0版; LECO Corporation，MI，USA），用于校正基线，搜索峰值，解构光谱和不同样品的对准化合物。基于与NIST文库的质谱和保留指数（RI）比较，从数据集中移除许多人造峰。代谢物在峰面积中表达，然后向内部标准核糖醇的面积标准化以进一步分析。

元素分析

9月，来自给定地块的烘干复合样品被用于元素分析，其中5mg样品使用元素分析-稳定同位素比质谱仪(Vario ELIII;德国Elementar);通过元素分析仪(Vario EL Cube;德国)。采用高温酸消化法分析了磷、钾、钙、镁、硫、铁、铝、锰、钠、锌和铜的总浓度。简单地说，将100mg样品放入50ml烧杯中，然后加入3ml硝酸和0.5 mL高氯酸。静置过夜(~ 12h)后，在电加热板上消化，直到复合液变清(~ 6h)。将消化后的部分放入15毫升的烧瓶中，加入蒸馏水(10毫升)。随后，等离子体光学发射光谱仪(ICP-OES) (Iris Advantage 1000;利用Thermo Jarrell Ash, Franklin, MA)在上海交通大学仪器分析中心测定了这些元素的浓度。

统计分析

途径分析与在线软件MetaboAnalyst 4.0进行（http://www.metaboanalyst.ca/faces/moduleview.xhtml.)．根据通路分析结果，从通路拓扑中过滤出潜在的代谢靶通路，通路影响值(pathway impact value, PI) > 0.1。方差分析[83.采用SPSS 20.0 (SPSS Inc.， USA)软件评估各组间代谢物水平的差异。利用SIMCA-P 14.1版本(瑞典Umetrics)，通过监督正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)，评估不同类型的地质P对代谢数据和离子组数据的影响。采用置换检验(200)或交叉验证残差方差分析(CV-ANOVA)对OPLS-DA模型进行验证。一个R²值> 0.7和一个Q²value of > 0.5 in OPLS-DA denoted that the models were highly significant [84.］．此外，投影变量重要性(VIP)是解释OPLS-DA获得的数据的关键。VIP值大于1.0和ap值< 0.05时，作为差异代谢物和鉴别元素(biomarkers)，在区分生长在富磷和缺磷土壤两个位点的橡子时，其作用更大。采用SPSS 20.0 (SPSS Inc.， USA)软件进行Pearson相关检验，分析9月份橡子鉴别元素之间的关系以及鉴别元素与差异代谢物之间的关系。所有数据都记录在案_10.-在分析前转换以改善正常状态。

代谢物的原始数据集可从Metabolights数据库获得(https://www.ebi.ac.uk/metabolights）使用研究标识符MTBLS888。

我们感谢文娟宇，小玉高，嘉汇许，石旭（上海交通分析测试中心交通大学），用于样品分析的帮助。

这项工作由中国国家重点研发计划（2017年FFC050515501）和中国国家自然科学基金（31670626,31270640和31070532）资助。该资助者支持这项研究项目，但在研究和收集，分析和数据的设计方面没有发挥作用，以及撰写稿件。我们赞赏上海交通大学仪器分析中心的支持在解释数据中。

从属关系

1. 上海交通大学农业与生物学院，上海东川800路，200240

   Jun Yuan，Ningxiao Sun，Shan Yin，Hongzhang Kang，Muhammad Umair＆Chunjiang Liu

2. 上海交通大学设计学院，上海东川路800号

   洪梅杜

3. 上海市森林生态系统研究站，国家林业和草地行政管理，中国上海东川路800号

   山寅，洪着康与春江刘

4. 上海长江三角洲生态环境变迁与管理观察及研究站，教育部，中国，中国上海市东川路800

   山寅，洪着康与春江刘

5. 上海市东川路800号农业部都市农业重点实验室

   山寅，洪着康与春江刘

贡献

C.L.设计了研究并进行了样本的正式鉴定;J.Y.，N.X.S.和U.m.进行了研究;J.Y.和C.L.写论文;H.M.D.，S.Y.，H.Z.K.和C.L.修改了论文。所有作者都读过并批准了稿件。

相应的作者

对应到春江刘．

伦理批准和同意参与

不适用。

同意出版

不适用。

竞争利益

提交人声明他们没有竞争利益。

出版商的注意

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