铁皮石斛Dendrobium officinale Kimura et Migo为兰科石斛属多年生附生草本植物，是一种珍稀名贵的传统中药材。为阴生植物，喜生长于温暖、湿润的林阴环境，光合能力较低，对强光敏感，在自然光照下，就会引起石斛发生光抑制现象，影响光合作用和石斛的正常生长。但是，自然光照对铁皮石斛产生光抑制的程度和分子机理还不清楚。　　一氧化氮(NO)是一种对生物膜高度透过的小分子自由基，在植物多种生理、病理和胁迫过程中发挥重要作用。适当浓度的NO可以缓解逆境胁迫下植物所受的伤害，对植物具有保护作用。NO对自然光照射下的阴生植物铁皮石斛是否具有保护作用及作用机理，目前还没有研究。　　试验设遮荫组A、自然光照组B和NO预处理后自然光照处理组C三种处理，对三种处理铁皮石斛叶进行转录组测序，比较分析差异表达基因，结合生理生化指标、光合作用参数和叶绿素荧光参数变化，分析铁皮石斛光适应性的分子机理，探究NO缓解自然光胁迫的分子机制，探讨遮荫对石斛生长的重要性，为铁皮石斛生长光的调控及人工栽培提供参考。　　主要结果如下:　　1.自然光照4h，B组铁皮石斛的PSⅡ反应中心受到显著光抑制;在经NO预处理的C组铁皮石斛中，自然光对PSⅡ反应中心的抑制作用得到延迟和缓解，对PSⅡ反应中心起到了保护作用。B组，自然光照4h显著抑制了Pn，对总叶绿素含量和叶绿素a/b没有影响，MDA的变化也不显著。C组，NO预处理未能改善自然光对Pn的抑制，对总叶绿素含量和叶绿素a/b也没有影响，暗恢复20h后，能显著降低MDA的含量。自然光照4h，B组和C组铁皮石斛的SOD酶、POD酶和CAT酶活性均显著降低，C组NO预处理能显著缓解自然光对SOD酶和POD酶活性的降低，而对CAT酶活性影响不大。　　2.铁皮石斛转录组测序获得80267个基因，52652个可靠转录本，N50为1286bp，其中长度＞2000bp的转录本有7939个，对可靠转录本进行ORF预测得到23401条蛋白序列。将这些蛋白序列与已知蛋白数据库进行Blastp比对，注释到NR、EggNOG、GO、InterPro、KEGG的分别有20768、16840、12396、17844、20757个转录本。　　3.A、B两组铁皮石斛共有6087个差异表达基因(DEG)，A中上调表达的有3673个，下调表达的有2414个。　　注释到GO库的有1269个转录本，在A组上调表达的有994个，下调表达的有275个。在新陈代谢过程、细胞过程、单有机体过程、生物调控、结合功能和催化功能等GO term富集了大量转录本，其中，核酸结合转录因子活性是富集程度最高的功能条目。　　有4631个DEG注释到253个KEGG通路中，类黄酮生物合成通路、植物病原相互作用、内质网蛋白加工和植物激素信号转导等通路发生显著富集;有1854个差异表达基因注释到InterPro库，在遮荫组A中上调表达的有1376个，下调表达的有478个。包含AP2/ERF domain、DNA-binding domain、DNA-bindingWRKY、NAC domain等的转录因子家族和包含蛋白激酶功能域的基因显著富集。在显著差异的115个转录因子中，102个上调表达，13个下调表达;荧光定量PCR结果与转录组测序结果变化趋势相同，验证了转录组测序的准确性。　　4.B和C组DEG中除了大分子代谢过程和基因表达调控功能发生富集，同时抗氧化酶活性和防御功能也发生了富集，具体是通过调控苯丙烷生物合成、谷胱甘肽代谢、亚油酸α-亚麻酸代谢、黄酮类代谢、植物病原互作、黄酮和黄酮醇生物合成、异喹啉生物碱生物合成、鞘脂类代谢、玉米素生物合成、不饱和脂肪酸生物合成等代谢通路相关基因的表达来缓解自然光胁迫对铁皮石斛的氧化伤害。总之，NO通过调动铁皮石斛的抗氧化活性和防御机制，动员环境适应、初生次生代谢途径，来消除活性氧，缓解自然光胁迫对光合机构的氧化伤害。　　5.本研究中克隆了DoSTR，并登陆NCBI数据库，登录号为KX068707，DoSTR全长1380bp，编码392个氨基酸。推测的pI是7.64，分子量大约为44.0kD。DoSTR属于组成型表达基因，在花中表达量最高，在茎中表达量最低。四种诱导子均不同程度地诱导了DoSTR的表达。烟草叶片的瞬时表达显示DoSTR亚细胞定位于液泡中。　　综上所述，本研究初步揭示了铁皮石斛耐荫适应的机理，自然光照射铁皮石斛，引起叶绿素吸收的光能大于光合作用所能利用的光能，一部分过剩光能通过光合机构保护机制的运转耗散掉，另一部分过剩光能以过剩电子的形式存在于光合电子传递链中，进而形成活性氧，对光合机构造成氧化损伤。NO预处理通过NO分子信号转导系统，调动铁皮石斛的抗氧化活性和防御功能，动员环境适应、初生次生代谢途径，来消除活性氧，加快氧化损伤蛋白质、色素、脂类等的合成修复，缓解自然光胁迫对光合机构的氧化伤害。