科研｜鐵皮石斛多糖生物合成代謝調控研究取得進展

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鐵皮石斛是我國傳統名貴中藥材，既可作藥用，又可作保健品用，同時，還一直被作為一種高檔湯料（食品），應用歷史悠久，在《本草綱目》等歷代本草典籍及《中華人民共和國藥典》的所有版本中均有記載，具有益胃生津和滋陰清熱之功效，常用於熱病津傷，口乾煩渴，胃陰不足，食少乾嘔，病後虛熱不退，陰虛火旺，骨蒸勞熱，目暗不明，筋骨痿軟等症之治療。

由葡萄糖和甘露糖等單糖組成的鐵皮石斛多糖被認為是鐵皮石斛中的主要功能活性成份之一，具有抗氧化、降血糖和增強人體免疫力等生物活性。目前有關鐵皮石斛多糖生物合成代謝調控方面的研究還很少。為了揭示鐵皮石斛多糖生物合成代謝調控的分子機制，生物技術育種研究組的張建霞博士和何春梅博士在段俊研究員的指導下，通過轉錄組測序與分析，構建了鐵皮石斛不同發育階段的基因表達信息庫，確定了鐵皮石斛中果糖和甘露糖的代謝途徑及參與其中的135個基因，篩選鑒定了430個糖基轉移酶、89個纖維素合成酶基因和627個參與鐵皮石斛次生代謝的轉錄因子；其中37個差異表達的纖維素合成酶基因在鐵皮石斛的甘露聚糖合成中起著重要作用；克隆分析了多糖合成途徑中的關鍵酶基因DoPMM和DoCSLA6，發現它們除直接參与了鐵皮石斛多糖合成代謝途徑之外，還與鐵皮石斛的抗逆性有關。

▲鐵皮石斛果糖和甘露糖代謝途徑

▲DoCSLA6轉基因功能驗證

▲DoPMM轉基因功能驗證

相關研究結果發表在國際學術期刊 Frontiers in Plant Science（Jianxia Zhang et al, Transcriptome Analysis of Dendrobium officinale and its Application to the Identification of GenesAssociated with Polysaccharide Synthesis, doi: 10.3389/fpls.2016.00005, ChunmeiHe et al, Cytochemical Localization of Polysaccharides in Dendrobium officinaleand the Involvement of DoCSLA6 in the Synthesis of Mannan Polysaccharides, doi:10.3389/fpls.2017.00173）和Protoplasma（Chunmei He et al，Molecular cloning and functional analysis of the phosphomannomutase (PMM) gene from Dendrobium officinale and evidence for the involvement of an abiotic stress response during germination，DOI 10.1007/s00709-016-1044-1）上。

來源：中國科學院華南植物園