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毛茛科植物花瓣的发生、发育及演化研究

花瓣是被子植物花的重要组成部分,但花瓣缺失的现象也是普遍存在的,因此,关于它的起源、演化以及发育等问题一直是人们研究的热点。毛茛科植物是研究该问题的理想材料。首先,利用系统发育的研究方法,我们发现在核心毛茛科的祖先中是有花瓣的,而该科中没有花瓣的类群是多次独立演化而来的。其次,我们在毛茛科代表植物中克隆了与花发育相关的3个AP3类(包括AP3-1, AP3-2和AP3-3型)MADS-box基因。其中,AP3-3基因只在有花瓣的物种中特异的表达,而在无花瓣的物种中发生了基因沉默。第三,进一步的研究发现导致该基因沉默的机制在不同类群中不尽相同:瓣蕊唐松草的AP3-3基因在基因组中丢失;铁破锣的BecaAP3-3基因在编码区发生了碱基缺失以及移码突变;而拟扁果草和铁线莲属植物的AP3-3基因在结构上没有发生变化,但可能由于这些基因在调控区的变化而导致了沉默。由此我们认为,同源基因在编码区和/或调控区的不同变化方式与同一个形态性状在不同类群中的独立演化密切相关,这一假设也为研究植物性状的平行演化和趋同进化的遗传学机制的研究提供了新的思路。

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所属分类:花卉
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