华南植物园揭示铁皮石斛重要性状形成的分子机制

　　铁皮石斛属于兰科石斛属植物，是传统名贵中药材，在调理肠胃功能、保肝明目、降血糖和治疗口腔溃疡等方面有明显功效，长期食用，可明显增强人体免疫力。在中药材产业中，铁皮石斛目前是产值最高、产业发展最为成熟的中药材之一，种植区域遍布我国南方各省，甚至北方也有种植。

　　以甘露糖和葡萄糖等单糖为主组成的多糖被认为是铁皮石斛中的主要功效成份之一，在自然界的所有植物中，铁皮石斛中水溶性的多糖含量是最高的，另外，在种植过程中，铁皮石斛还表现出很强的抗逆性。为了深入了解铁皮石斛这些重要性状形成的机制，中国科学院华南植物园生物技术育种研究组博士何春梅在研究员段俊的指导下，对参与多糖合成过程中的关键酶基因GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因进行了克隆分析，发现该基因上游1000bp的调控区内含有ABRE、HSE、LTR、TC-rich repeats和 MBS等多个响应非生物逆境的顺式作用元件，该蛋白定位于细胞质中。构建了DoGMP1 超表达载体，通过转化拟南芥进行转基因功能验证的结果表明，转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，在盐胁迫的条件下，转基因植株种子的萌发率和生长情况均好于野生型。

　　研究结果表明，铁皮石斛中GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因调控了富含甘露糖的多糖的生物合成，并与种子萌发与植株生长过程中的抗逆性有关。相关研究成果近期发表在国际学术期刊《科学报告》（Scientific Reports，DOI: 10.1038/srep41010，2017）上。