华南植物园铁皮石斛多糖生物合成代谢调控研究取得进展

铁皮石斛是我国传统名贵中药材，既可作药用，又可作保健品用，同时，还一直被作为一种高档汤料（食品），应用历史悠久，在《本草纲目》等历代本草典籍及《中华人民共和国药典》的所有版本中均有记载，具有益胃生津和滋阴清热之功效，常用于热病津伤，口干烦渴，胃阴不足，食少干呕，病后虚热不退，阴虚火旺，骨蒸劳热，目暗不明，筋骨痿软等症之治疗。

由葡萄糖和甘露糖等单糖组成的铁皮石斛多糖被认为是铁皮石斛中的主要功能活性成份之一，具有抗氧化、降血糖和增强人体免疫力等生物活性。目前有关铁皮石斛多糖生物合成代谢调控方面的研究还很少。

为了揭示铁皮石斛多糖生物合成代谢调控的分子机制。中科院华南植物园生物技术育种研究组的张建霞博士和何春梅博士在段俊研究员的指导下，通过转录组测序与分析，构建了铁皮石斛不同发育阶段的基因表达信息库，确定了铁皮石斛中果糖和甘露糖的代谢途径及参与其中的135 个基因，筛选鉴定了430个 糖基转移酶、89个纤维素合成酶基因和627个参与铁皮石斛次生代谢的转录因子；其中 37个差异表达的纤维素合成酶基因在铁皮石斛的甘露聚糖合成中起着重要作用；克隆分析了多糖合成途径中的关键酶基因DoPMM和DoCSLA6，发现它们除直接参与了铁皮石斛多糖合成代谢途径之外，还与铁皮石斛的抗逆性有关。

相关研究结果已发表在国际学术期刊 Frontiers in Plant Science（doi: 10.3389/fpls.2017.00173）和Protoplasma（DOI 10.1007/s00709-016-1044-1）上。

图1. 铁皮石斛果糖和甘露糖代谢途径

图2. DoCSLA6转基因功能验证

图3. DoPMM转基因功能验证