石斛屬(Dendrobium)是蘭科中物種最豐富的屬之一，其種類主要附生于樹干或扎根于巖壁。無論是哪種著生方式，它們都面臨著貧瘠且易旱的苛刻環(huán)境，這樣的生存挑戰(zhàn)塑造了石斛非凡的生態(tài)適應性，并驅(qū)動其演化出獨特的生存策略——其莖部特化為儲能器官，以甘露聚糖而非淀粉作為主要儲備多糖，同時積累花青素，形成強大的抗氧化系統(tǒng)。這一適應性特征對石斛在極端環(huán)境中的生存與繁衍至關重要。然而，它們抗脅迫的分子機制一直未被揭示。

中國科學院華南植物園與福建農(nóng)林大學合作，研究發(fā)現(xiàn)DoMYB75能直接結(jié)合甘露聚糖合成關鍵基因DoCSLAs的啟動子區(qū)域并激活其表達。抑制DoMYB75會降低水溶性多糖中的甘露糖和葡萄糖含量，并下調(diào)DoCSLAs表達;而過表達DoMYB75則顯著提升這些單糖水平并上調(diào)DoCSLAs表達。有趣的是，過表達DoMYB75的鐵皮石斛材料出現(xiàn)了花青素積累增強的現(xiàn)象。進一步機制解析表明，DoMYB75能通過直接結(jié)合并激活花青素合成關鍵基因DoANS基因啟動子來促進花青素合成。此外，研究發(fā)現(xiàn)過表達DoMYB75顯著提升了植株清除過氧化氫的能力，從而緩解了氧化損傷并增強了抗旱性。上述結(jié)果證明了DoMYB75通過協(xié)同調(diào)控多糖與花青素代謝，進而增強鐵皮石斛抗脅迫能力(圖)。

相關研究成果以題為“DoMYB75coordinately regulates polysaccharide and anthocyanin biosynthesis inDendrobium officinale”發(fā)表在國際知名學術期刊Horticulture Research上。研究首次揭示了MYB轉(zhuǎn)錄因子DoMYB75協(xié)同調(diào)控鐵皮石斛甘露聚糖與花青素生物合成的分子機制，以及其在干旱脅迫中的作用，為石斛品種的精準選育及其適應機制的研究提供了關鍵基因資源與全新理論視角。

中國科學院華南植物園何春梅副研究員為該論文的第一作者，段俊研究員和福建農(nóng)林大學劉仲健教授為共同通訊作者，中國科學院華南植物園司燦博士、李守潔博士、戴光義博士和已畢業(yè)學生曾丹琦(福建農(nóng)林大學講師)、張明澤(黔南民族師范學院)、陳璟、石鴻宇參與了研究工作。該研究得到了國家自然科學基金和廣東省重點領域研發(fā)計劃項目的資助。

圖.DoMYB75協(xié)同調(diào)控鐵皮石斛多糖和花青素合成的工作模型