铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)具有非常高的药用价值,自然生长的铁皮石斛与真菌共生并形成菌根,真菌对铁皮石斛的生长发育和生物活性物质积累有着极为重要的影响,因而研究铁皮石斛与真菌的共生关系与共生机制是当今热门的趋势,但以往的研究多集中在观察单一真菌对铁皮石斛的影响,却未见多种真菌共同作用下对铁皮石斛的影响,目前也未见铁皮石斛circular RNA(circ RNA)差异表达研究方面的报道。本实验从野生铁皮石斛中分离出三种真菌:胶膜菌属(Tulasnella sp.)、小菇属(Mycena sp.)和镰刀菌属(Fusarium sp.),将其设置为4个组,其中三组为上述三种真菌分别与铁皮石斛组培苗进行共生培养,第4组是将三种真菌混合培养,培养时间30d。共生培养结束后,我们发现第4组铁皮石斛生长最好,出芽率、鲜重增量及干重增量最高。此外,我们测量了4个实验组的铁皮石斛苗的总多糖、总生物碱和总黄酮含量,发现与对照组相比,4个实验组在这三方面都有显著的升高,其中升高最明显的是第4组,其总多糖含量达到87.470mg/g,生物碱含量达到4.289mg/g,远高于对照组,并显著高于其它3个实验组。近年来,越来越多的研究发现circ RNA可以在植物的生物或非生物胁迫中差异性表达,但在铁皮石斛中还未有见过有关circ RNA的研究报道。本实验通过对铁皮石斛有菌苗(实验组)和无菌苗(对照组)进行高通量测序,两组共测得4115组不同的circ RNA。其中,4091组来源于外显子,24组来源于内含子。与对照组相比,实验组中显著性差异表达的circ RNA有27种,且皆来源于外显子,其中17种circ RNA为显著上调,10种为显著下调,GO富集分析一共检测出99组数据,其中显著性基因最多的是细胞组成部分中的nucleus;KEGG富集分析发现circ RNA共有7条富集通路,其中,Butanoate metabolism和Mismatch repair具有显著性差异。在对circ RNA差异表达分析后发现,实验组中有关细胞分裂及DNA复制的多个相关基因的表达都存在上调的现象,反之抑制细胞分裂的基因存在下调的现象,而且对显著性差异的circ RNA进行KEGG富集分析,发现错配修复(Mismatch repair)和同源重组(Homologous recombination)两条信号通路的富集,这从基因层面上证明了真菌会刺激铁皮石斛细胞的分裂与生长。另外,铁皮石斛有菌苗有关转录水平的两个基因还出现显著下调,有菌苗中与病菌侵染植物途径有关的Nudix水解酶基因3出现显著上调,后者证明了共生真菌侵染铁皮石斛的途径与其它病菌侵染植物体的途径有相似性。本实验对铁皮石斛circ RNA进行研究分析,在基因层面上探明了铁皮石斛与真菌形成菌根的部分机理,为今后进一步研究铁皮石斛与真菌的共生机制,提供一定的参考依据,也具有一定的实际应用价值。