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铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）为兰科（Orchidaceae）石斛属（Dendrobium Sw.）多年生草本植物,以其新鲜或干燥的茎入药。种源、栽培模式、生长环境等是生产优质铁皮石斛的关键要素,研究这些关键要素对铁皮石斛生长及其产量质量形成的影响,以及各要素间的内在联系与协同作用,对指导生产、培育高品质铁皮石斛具有重要意义。本文研究了贵州栽培铁石斛种源多样及不同栽培模式和附生树种对铁皮石斛产量质量的影响,设置附树（杉木活树）、搭架（杉木）、树桩（杉木）及大棚栽培4种模式;设置杨梅、松树、木荷、合欢、板栗、枫香等6个附生树种（活树）;初步研究了栽培模式及附生树种对铁皮石斛茎转录组的影响,结果如下:1、采用SRAP分子标记技术对6个产地收集的17份铁皮石斛的种源进行鉴定,17份种源遗传相似度在0.4583～0.8750之间,遗传差异较大。聚类结果将其分为2类,一类为A种源,含锦屏001-003、沿河002、德江001、贞丰001-002等7个来源,以锦屏县种植铁皮石斛“锦斛1号”（已通过认定）面积最大。另一类为B种源,含沿河001、沿河003、思南001-002、安龙001-006等10个来源,其中以安龙县种植铁皮石斛“贵斛1号”（已通过认定）面积最大。A、B种源铁皮石斛多糖及甘露糖含量差异不显著,A种源单丛株数（34株/丛）、生物产量（95.86 g/丛）及药材产量（52.03 g/丛）显著高于B类;B种源茎宽（4.87mm）、蛋白质（6.33%）及浸出物（8.02%）含量显著高于A。单丛株数、产量、蛋白质及浸出物含量是区分A、B两种源的特征指标。2、以A种源（锦斛1号）作为试验材料,在适宜区域锦屏县进行不同种植模式试验。农艺性状欧氏距离聚类将4个栽培模式聚为2类,其中附树、搭架栽培聚为一类,树桩、大棚栽培聚为一类。搭架栽培模式下茎长（21.98±5.04 cm）、生物产量（178.70±19.7g/丛）及药材产量（120.02±37.56 g/丛）显著高于树桩及大棚栽培;附树栽培模式下多糖（42.29%）、浸出物（16.99%）及甘露糖（29.28%）含量显著高于其他栽培模式。矿质元素含量差异显著,搭架栽培模式下N(9.02±0.01 g·kg-1)、Mn(201.89±63.78mg·kg-1)、Zn(121.79±36.35 mg·kg-1)、B(26.00±4.43 mg·kg-1)、Cd(0.29±0.03mg·kg-1)、Cr(6.77±0.81 mg·kg-1)、Ni(4.59±0.73 mg·kg-1)等7种元素含量显著高于其他栽培模式,树桩栽培模式下P(0.25±0.01 g·kg-1)、K(0.81±0.16 g·kg-1)、Ca(0.11±0.01 g·kg-1)、Mg(3.23±0.61 g·kg-1)、Fe(45.94±3.30 mg·kg-1)、Se(10.01±0.18 mg·kg-1)、Pb(2.39±0.95mg·kg-1)、Cu(20.36±0.07 mg·kg-1)等8种元素显著高于其他栽培模式,其中树桩栽培下Cu元素含量超过《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》（2005）简称《标准》限定的铜（Cu）≤20.0 mg·kg-1的值。对农艺性状、品质指标、矿质元素等25个指标进行TOPSIS法综合评价,附树（活树）栽培指标CI（0.7996）最高,为较优栽培模式,建议生产中采用附活树栽培。3、以B种源（贵斛1号）作为试验材料,在适宜区域安龙县进行不同附生树种栽种试验。农艺性状欧氏距离聚为3类,附松树栽培聚为一类;附栗和附合欢聚为一类,其余为一类。附松树栽培株数（34.70±15.46株/丛）、新芽数（13.90±3.73个/丛）、茎长（15.56±2.39 cm）、茎宽（4.89±0.54mm）、生物产量（88.74±25.77 g/丛）显著高于其它附生树种。多糖、蛋白质、浸出物及甘露糖含量差异显著,附合欢树栽培多糖（23.42%）含量最高;附木荷树蛋白质（8.43%）、浸出物（8.82%）含量最高;附枫香树甘露糖（30.09%）最高。矿质元素差异显著,附松树栽培铁皮石斛K(0.90±0.07 g·kg-1)、Fe(53.46±3.98mg·kg-1)、B(17.23±2.85 mg·kg-1)、Zn(135.75±15.3 mg·kg-1)、Cu(34.25±8.72 mg·kg-1)等5种元素含量最高,附木荷树N(13.48±0.10 g·kg-1)元素含量最高,附枫香树Ca(0.76±0.04 g·kg-1)、Se(10.18±0.06 mg·kg-1)、Cr(8.03±0.06 mg·kg-1)元素含量最高,附合欢树P(0.25±0.01 g·kg-1)元素含量最高,附栗树Mn(289.76±18.64 mg·kg-1)、Pb(0.81±0.16 g·kg-1)、Cd(0.26±0.09 mg·kg-1)含量最高,附杨梅树Mg(5.52±0.01 g·kg-1)、Ni(3.24±0.06 mg·kg-1)元素含量最高。对农艺性状、品质指标、矿质元素等25个指标TOPSIS法附栗树栽培铁皮石斛CI值最高,为表现最佳的附生树种。综上,铁皮石斛B种源在实际生产中适宜选用栗树及其同科（壳斗科）树种或近似树种作为主要附生树种。4、对A种源附活杉树（表现较好）和树桩栽培（表现较差）的2个样本进行转录组测序。共获得12.96G的Clean Data,各样本的有效数据量分别为5.94G、7.02G,Q30碱基分布分别为90.88%、93.62%,平均GC含量分别为46.38%、46.39%,比对率分别为82.05%、90.40%。不同栽培模式铁皮石斛之间的DEG数量为448个。其中有337个DEG被富集在结合、细胞过程、催化活性、代谢过程、细胞器等条目中,主要涉及铁皮石斛的生长和代谢过程及通路;有124个DEG被注释到48条通路,涉及到次生代谢产物合成、碳水化合物代谢的通路的DEG数量较多。5、对B种源附栗树（表现较好）和枫香树（表现较差）栽培的2个样本进行转录组测序。共获得13.49G的Clean Data,各样本的有效数据量分别为6.83G、666G,Q30碱基分布分别为93.18%、92.62%,平均GC含量分别为46.37%、46.81%,比对率分别为86.68%、84.76%。不同附生树种铁皮石斛之间DEG数量为257个。其中有205个DEG被富集在结合、细胞过程、催化活性、代谢过程、细胞器等条目中,主要涉及铁皮石斛的生长和代谢过程及通路;有50个DEG被注释35条通路,其中涉及到MAPK信号通路-植物、植物激素信号转导通路的DEG数量较多。6、结合A、B两个种源转录组分析结果来看,虽然A、B两类种源栽培模式不同,但两个种源下各自最优和较差种植模式对铁皮石斛生长发育和有效成分积累的影响途径基本相同。较优种植模式下,铁皮石斛品质相关的淀粉和蔗糖代谢、类黄酮生物合成通路富集程度均较高,与多糖生物合成有关的β-果糖呋喃糖苷酶、内聚葡糖酶、海藻糖6-磷酸合酶/磷酸酶等几种酶的蛋白编码基因均为上调,从而影响多糖在石斛茎中的积累;与类黄酮生物合成有关的反式肉桂酸4-单加氧酶、莽草酸O-羟基肉桂酰转移酶、查尔酮合酶、类黄酮3’-单加氧酶、二氢黄酮醇4-还原酶样相关蛋白编码基因均显著上调。表明附活树栽培及附生树种影响铁皮石斛有效成分的合成途径相关酶蛋白编码基因的表达,从而促进铁皮石斛有效成分的积累。