科研进展

铁皮石斛多糖修饰机制研究取得进展

  

  铁皮石斛是我国传统名贵中药材,《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。长期食用可有效提高人体免疫力。由葡萄糖和甘露糖等单糖组成的葡甘露聚糖(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、预防脂肪肝和增强人体免疫力等生物活性。铁皮石斛多糖活性的高低与其乙酰化修饰程度有关,多糖中O-乙酰基含量越高,其水溶性越好且生物活性越强。但目前有关铁皮石斛多糖乙酰化修饰方面的研究还很少。 

  中科院华南植物园农资中心司灿博士在段俊教授的指导下,对铁皮石斛多糖乙酰化修饰的分子机制进行了研究,发现铁皮石斛中的O-乙酰基主要在茎秆中积累,其次是叶和花。并从铁皮石斛基因组中鉴定、克隆和分析了三个铁皮石斛多糖乙酰化调控基因RWADoRWA1DoRWA2DoRWA3,启动子分析显示,这3个基因均含有脱落酸响应元件,相对表达量在脱落酸处理下均呈先升高后降低的趋势;亚细胞定位结果显示它们均定位于内质网中,暗示内质网可能为多糖乙酰化反应的场所;荧光定PCR显示这三个基因中DoRWA3的表达量最高,且和铁皮石斛多糖合成相关基因具有相同的表现趋势35S::DoRWA3转基因株系和野生型相比,种子、叶片和茎秆中的乙酰化水平显著上升,表明DoRWA3参与了铁皮石斛多糖的乙酰化过程。该研究为铁皮石斛种质改良和多糖相关产品的开发提供了理论参考。 

  相关研究成果已发表在国际学术刊物International Journal of Molecular Sciences(《国际分子科学杂志》)doi:10.3390/ijms21176250)上。

  论文链接:https://www.mdpi.com/1422-0067/21/17/6250 

图1. 组培苗和成苗的水溶性多糖和O-乙酰基含量。

 

图2. DoRWA3在拟南芥中超表达。

 

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