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鐵皮石斛是我國傳統(tǒng)名貴中藥材，既可作藥用，又可作保健品用，同時，還一直被作為一種湯料（食品），應(yīng)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，常用于熱病津傷，口干煩渴，胃陰不足，食少干嘔，病后虛熱不退，陰虛火旺，骨蒸勞熱，目暗不明，筋骨痿軟等癥之治療。
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分之一，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(guān)鐵皮石斛多糖生物合成代謝調(diào)控方面的研究還很少。
為揭示鐵皮石斛多糖生物合成代謝調(diào)控的分子機制，中國科學(xué)院華南植物園生物技術(shù)育種研究組博士張建霞和何春梅在研究員段俊指導(dǎo)下，通過轉(zhuǎn)錄組測序與分析，構(gòu)建了鐵皮石斛不同發(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)鍵酶基因 DoPMM 和 DoCSLA6，發(fā)現(xiàn)它們除直接參與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(guān)。
相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊 Frontiers in Plant Science（doi: 10.3389/fpls.2017.00173）和 Protoplasma（DOI 10.1007/s00709-016-1044-1）上。
圖 1. 鐵皮石斛果糖和甘露糖代謝途徑
圖 2. DoCSLA6 轉(zhuǎn)基因功能驗證
圖 3. DoPMM 轉(zhuǎn)基因功能驗證
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