鐵皮石斛（Dendrobium officinale）作為一種名貴的中藥材，富含具有生物活性的甘露聚糖。研究表明，鐵皮石斛甘露聚糖具有抗氧化、調節人體免疫力和改善II型糖尿病等功效。然而，甘露聚糖生物合成的分子調控機制尚未明確，很大程度上限制了鐵皮石斛的遺傳改良與規模化應用。

中國科學院華南植物園聯合福建農林大學研究團隊通過以鐵皮石斛多糖合成途徑關鍵基因DoGMP1啟動子為誘餌，利用酵母單雜交文庫篩選技術鑒定到一個候選轉錄因子DoWOX4。進一步研究結表明，DoWOX4直接與DoGMP1啟動子結合并激活其表達。DoWOX4過表達促進甘露聚糖積累；而沉默DoWOX4則會抑制DoGMP1表達和甘露聚糖合成。此外，研究發現乙烯響應因子DoERF5能與DoWOX4啟動子結合，負調控DoWOX4的表達，并抑制甘露聚糖的生物合成。綜上研究結果，研究人員提出了ERF5-WOX4調控鐵皮石斛甘露聚糖生物合成的工作模型：DoWOX4蛋白與DoGMP1啟動子結合，激活DoGMP1表達，促進甘露聚糖的生物合成；而DoERF5與DoWOX4啟動子結合，下調DoWOX4和DoGMP1的表達，抑制甘露聚糖的生物合成。

相關研究解析了鐵皮石斛甘露聚糖生物合成的分子調控模型，揭示了ERF5-WOX4轉錄因子調控模塊在甘露聚糖生物合成中的核心作用，為石斛新品種培育和開發利用提供了關鍵的基因資源與理論支撐。

相關研究結果以“The ERF5-WOX4 transcription factor regulatory module controls mannan biosynthesis in the orchid?Dendrobium officinale”為題近期發表在國際知名期刊Plant Physiology（《植物生理學》）上。已畢業的中國科學院華南植物園博士、現福建農林大學青年教師曾丹琦為論文第一作者，華南植物園何春梅副研究員和福建農林大學劉仲健教授為共同通訊作者。段俊研究員、司燦博士以及已畢業碩士生石鴻宇和陳璟參與了研究工作，侯興亮研究員、劉勛成陳煥鏞研究員、戴光義博士及鄧汝芳工程師為該研究提供了重要支持和幫助。該工作得到了廣州市科技計劃項目、國家自然科學基金和廣東省重點領域研發計劃項目的資助。論文鏈接https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf273

圖. ERF5-WOX4調控鐵皮石斛甘露聚糖生物合成的工作模型