黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江省农产品加工与质量安全重点实验室的富天昕、冯玉超、王长远*等人利用GC-MS联用技术对黑龙江省建三江地区和响水地区的稻米进行差异代谢物的研究，探讨产地对水稻代谢物的影响，并从代谢物的角度着手，筛选对区分2 个产地具有重要作用的差异代谢物，为通过代谢物对稻米进行产地溯源提供理论依据。
1、GC-MS分析
典型离子流色谱分析
结果可知，色谱峰基线平稳，峰分离效果良好，仪器稳定性良好。
代谢组分的质谱分析
结果可知，建三江地区与响水地区相比，多元醇、有机酸类物质含量要高于响水地区，而响水地区的糖类、脂肪酸、氨基酸和其他类物质要高于建三江地区，核苷酸类物质含量相差不多，可见产地不同对稻米代谢物的种类也会有影响。
2、两产地稻米的代谢组学差异分析
PCA结果
两产地稻米样品除个别异常样品外绝大部分的样品均处于在置信区间内，但两产地样品并未完全分开，还存在个别的重叠样品，说明这些样本中所含有的分子的组成和浓度越接近，而分子组成和浓度接近可能是相同品种间的聚集，也有可能是不同品种但是组分含量上相近。
OPLS-DA结果
建三江地区的稻米样品主要分布在置信区间的左侧，响水地区的稻米样品主要分布在置信区间的右侧，两产地稻米样品区分效果很好。本次OPLS-DA得到2 个主成分，R2X=0.575，R2Y=0.63，Q2=0.479，3 个参数数值接近或大于0.5，且相差不多，说明OPLS-DA模型可解释度较好，相比于PCA模型效果更好。
OPLS-DA置换检验结果
所有R2点从左到右均低于最右的原始的R2点，所有Q2点均低于右侧的原始Q2点，且点的回归线与横坐标交叉或者小于0，说明OPLS-DA模型是可靠的，可以较好地解释两组样本之间的差异。同时随着置换保留度逐渐降低，置换的Y变量比例增大，随机模型的R2和Q2均逐渐下降，说明原模型不存在过拟合现象，模型稳健性较好。
两地区稻米样品的差异代谢物鉴定
两产地水稻样品共筛选出16 种差异代谢产物，由log2（fc-XS/JSJ）值可知，筛选出的16 种差异代谢物中除α-D-甲基呋喃果糖苷外，其余15 种差异代谢物含量均是响水地区稻米样品高于建三江地区的稻米样品，且倍数在1.54～3.05之间，含量差异显着，虽然α-D-甲基呋喃果糖苷的含量是建三江地区高于响水地区，但是可以看出高出的倍数为0.02，数值很小。
3、差异性代谢产物分析
差异代谢物热图分析
通过筛选出的差异代谢物将两产地的样品进行聚类分析，响水地区的稻米样品主要集中在红色的高表达区域，而建三江地区的稻米样品则主要集中在绿色低表达区，说明响水地区的稻米样品中差异代谢物的含量普遍高于建三江地区，响水稻米样品中的差异代谢物的代谢机能更为活跃，同时也可以看出同产地样品的代谢物具有相近的表达程度，可见产地对稻米的代谢具有很大的影响。
差异代谢物通路分析
氨酰-tRNA合成酶在识别它所催化的氨基酸时需要ATP，所以光照是氨酰-tRNA生物合成途径的关键因素，响水大米的光照周期明期与暗期比为7：17，建三江大米的光照周期明期与暗期比为6：18，两地区均有充足的光照可满足氨酰-tRNA生物合成途径，但光照情况还是有所差异。产地的差异对水稻机体的多种终端代谢途径造成了一定影响，但产地影响稻米代谢途径及其机理尚未清楚，有待进一步研究。
结 论
基于GC-MS技术的代谢组学分析方法用于分析产地对水稻代谢产物的影响具有一定的可行性，可为因环境不同而导致的稻米品质差别提供可视化的理论基础。实验证明利用基于GC-MS联用技术，结合多元统计分析的方法，可用于分析环境对水稻代谢产物的影响，可为稻米的溯源提供理论基础。
