js3311com金沙网站华西生态公园揭破铁皮石斛主要特征产生的成员机制

铁皮石斛是《中华人民共和国药典》收录的传统名贵中药材,具有益胃生津,滋阴清热等功效,水溶性多糖是其主要有效成份。

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。

记者从中科院华南植物园获悉,该园生物技术育种研究组发现铁皮石斛中
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。相关研究日前发表在《科学报告》上。

为揭示铁皮石斛水溶性多糖积累调控的分子机制。中国科学院华南植物园生物技术育种研究组对参与铁皮石斛水溶性多糖合成过程中的关键酶(UDP-葡萄糖4-差向异构酶,UGE,EC
5.1.3.2)基因进行了克隆和功能分析。研究发现,该基因定位于细胞质中,其转录水平与茎中水溶性多糖含量呈现显著正相关(R2
= 0.94,p “ 0.01),并在其上游启动子区域发现了HSE、MBS、TC-rich
repeats和CCAAT-box等多个响应逆境胁迫的顺式作用元件。研究构建了pCAMBIA1302-DoUGE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含量,以及水溶性多糖中的葡萄糖、半乳糖含量大幅度增加,在盐胁迫和干旱胁迫条件下,转基因植株的生长状况优于野生型。

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分之一,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。

铁皮石斛属于兰科石斛属植物,是传统名贵中药材。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分之一,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。

js3311com金沙网站,研究结果表明,铁皮石斛中的UDP-葡萄糖4-差向异构酶基因调控了茎中水溶性多糖的生物合成,同时可能还参与植株生长过程中对逆境的响应。相关研究成果发表在Plant
Cell
Tissue and Organ Culture上。

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。

为了深入了解铁皮石斛这些重要性状形成的机制,该研究组何春梅博士在段俊研究员的指导下,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。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。