華南植物園揭示鐵皮石斛重要性狀形成的分子機制

　　鐵皮石斛屬于蘭科石斛屬植物，是傳統名貴中藥材，在調理腸胃功能、保肝明目、降血糖和治療口腔潰瘍等方面有明顯功效，長期食用，可明顯增強人體免疫力。在中藥材產業中，鐵皮石斛目前是產值最高、產業發展最為成熟的中藥材之一，種植區域遍布我國南方各省，甚至北方也有種植。

　　以甘露糖和葡萄糖等單糖為主組成的多糖被認為是鐵皮石斛中的主要功效成份之一，在自然界的所有植物中，鐵皮石斛中水溶性的多糖含量是最高的，另外，在種植過程中，鐵皮石斛還表現出很強的抗逆性。為了深入了解鐵皮石斛這些重要性狀形成的機制，中國科學院華南植物園生物技術育種研究組博士何春梅在研究員段俊的指導下，對參與多糖合成過程中的關鍵酶基因GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因進行了克隆分析，發現該基因上游1000bp的調控區內含有ABRE、HSE、LTR、TC-rich repeats和 MBS等多個響應非生物逆境的順式作用元件，該蛋白定位于細胞質中。構建了DoGMP1 超表達載體，通過轉化擬南芥進行轉基因功能驗證的結果表明，轉基因植株的水溶性多糖和水溶性多糖中甘露糖含量大幅度增加，在鹽脅迫的條件下，轉基因植株種子的萌發率和生長情況均好于野生型。

　　研究結果表明，鐵皮石斛中GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因調控了富含甘露糖的多糖的生物合成，并與種子萌發與植株生長過程中的抗逆性有關。相關研究成果近期發表在國際學術期刊《科學報告》（Scientific Reports，DOI: 10.1038/srep41010，2017）上。