将湖北五峰发现的珍惜树种红花玉兰(Magnolia wufengensis)引种北方后,其幼苗在自然越冬过程中常受到低温伤害,但其近缘物种白玉兰(Magnolia denudata)适应性良好。本研究试图通过探究红花玉兰和白玉兰在冷应激和冷驯化进程中的物质代谢特性和差异,发现红花玉兰低温下的代谢障碍,为红花玉兰在北方的引种驯化和分子改良提供代谢组学基础和理论依据。本研究采用气相色谱-质谱联用技术和代谢组学的研究方法,对红花玉兰和白玉兰冷应激和冷驯化进程中的茎尖组织进行了物质检测和代谢组学分析,计算并展示了各阶段样本间的主要差异代谢物和代谢途径,探讨了特定类别代谢物的性质和功能。结果显示,(1)常温下白玉兰较红花玉兰积累了更丰富的基础代谢物质,两物种差异代谢物种类多达140种,其中红花玉兰含量更高的有39种,白玉兰含量更高的有101种。(2)冷应激下,红花玉兰氨基酸类和糖类相关物质代谢显著,白玉兰仅氨基酸类物质代谢显著,两物种的糖类代谢趋势不同;冷应激后两物种整体代谢水平差距减小,差异代谢物种类为49种。(3)冷驯化进程中,红花玉兰呈现为3个明显的代谢阶段,代谢水平波动较大,糖类代谢显著,冷驯化后期表现出一定程度的冷伤害;白玉兰呈现为2个代谢阶段,4℃以上以糖类和氨基酸类代谢为主,4℃以下糖类代谢减缓、氨基酸类代谢显著,冷驯化进程的适应性较好:两物种在冷驯化不同温度点均筛选出特定的生物标志物。低温下,两物种表现出不同的代谢策略,红花玉兰氨基酸类、糖类物质代谢的调控是其提高抗寒能力的改良方式。