金鱼草花型的研究进展

金鱼草花型的研究进展车前科和苦苣苔科一些典型类群花对称性基因的进化发育生物学研究金鱼草中cyc与dich基因对花的发育有很大作用。金鱼草开唇形花，两侧对称但沿背腹轴花瓣形状显著不同。cyc和dich两个基因的同时突变会产生辐射对称的花。cyc单个基因突变产生半辐射状的花，原腹部的花瓣移到侧旁，原侧瓣移到背部。Dich单个基因的突变只影响背部花瓣的形状。这两个基因的功能有重叠但是对花的发育又有不同的作用。(在模式植物金鱼草中的花对称性分子发育与遗传学研究揭示出相关调控基因在花对称性形成过程中的功能和表达式样及其相互作用机制,但被子植物中花对称性的繁杂多样远非模式植物的表达模式所能概括。因此,我们选择车前科和苦苣苔科中与金鱼草较近缘的典型类群地黄属和非洲紫罗兰属作为研究对象,针对它们在花对称性形成方面区别于金鱼草的不同式样,开展这些类群中花对称性主控基因CYCLOIDEA(CYC)类基因的进化发育生物学研究。该研究旨在探讨CYC类基因的功能和表达式样的变化在进化上的内在联系。地黄花对称性基因的进化发育研究结果显示,地黄中CYC类基因RgCYC的表达模式与CYC基因在金鱼草中和McCYC基因在Mohavea中的表达模式存在明显的差异。首先,RgCYC基因在近轴雄蕊预期发生位置表皮细胞下的强烈表达与地黄近轴雄蕊的缺失密切相关。转录因子中的氨基酸替代所导致蛋白质功能的改变使RgCYC基因对细胞周期基因cyclinD3b抑制作用的增强可能是地黄中近轴雄蕊原基发生过程被彻底阻断的主要原因。由此看来,CYC类基因的作用不仅导致近轴花器官生长缓慢或退化,而且可能与自然类群中花近轴器官丢失的现象有关。其次,同McCY...ThedevelopmentalpathwayoffloralsymmetryhasbeenrevealedatmoleculardevelopmentallevelinmodelspeciesAntirrhinummajus.However,researchinhowmodificationsofdevelopmentleadtothetransformationamongdifferenttypesoffloralsymmetryduringevolutionisavastunexploredfieldstillatthemoleculardevelopmentallevel.Therefore,wehereselectsometypicalspeciesfromPlantaginaceaeandGesneriaceaetocarryoutcomparativestudiesontheexpressionpatternandregulationmechanismof...文献名称车前科和苦苣苔科一些典型类群花对称性基因的进化发育生物学研究ArticleName英文(英语)翻译Evo-DevoofCYC-LikeGenesControllingFloralSymmetryinSomeTypicalSpeciesofPlantaginaceaeandGesneriaceae,withAnalysisonthePhylogeneticPlacementofRehmanniaandTriaenophoraBasedonMolecularEvidence;作者王磊;导师:王印政;王文采;Author作者单位AuthorAgencies中国科学院研究生院（植物研究所）;文献出处ArticleFrom中国科学院研究生院（植物研究所）;植物学(专业)博士论文2005年度关键词进化发育生物学;花对称性基因;CYCLOIDEA;车前科;苦苣苔科;地黄属;非洲紫罗兰属;崖白菜属;KeywordsEvo-Devo;floralsymmetrygene;CYCLOIDEA（CYC）;Plantaginaceae;Gesneriaceae;Rehmannia;Saintpaulia;Triaenophora;一般而言，两侧对称的花在传粉过程中比辐射对称的花更有效率，而植物在演化过程中，又是如何改变基因之间的交互作用而发展出两侧对称的花?在金鱼草中有两个与花部对称性相关的TCPfamily基因，CYCLOIDEA(CYC)与DICHOTOMA(DICH)最早被发现，当花部发育时，它们表现在花部背侧的两个花瓣，影响背侧花瓣的形状与使背侧雄蕊停止发育，所以当这两个基因发生突变时，所有的花瓣都会发育成腹侧花瓣的形状而形成辐射对称的花。在另外的研究中发现，另外两个基因也与花部对称性有关，分别是RADIALIS(RAD)与DIVARICATA(DIV)，RAD受CYC与DICH直接或间接的调控而表现在花部背侧，在rad突变株中，也有类似的辐射对称花,DIV在所有花瓣都有表现，但可能与RAD竞争而在背侧受到抑制，所以只影响到腹侧的花瓣形状。在阿拉伯芥中，TCP1与CYC同源，它也只在花部背侧表现，不过在花部发育很早的时期短暂的表现。在此篇研究中，为了了解的花部对称的调控网络是如何演化形成，作者首先用Randombindingsiteselection方法找出会与CYC结合的DNA序列，且在RAD的promoter与intron上也有发现一样的序列，表示CYC会直接的调控RAD的表现。另外，将CYC转入阿拉伯芥后，植物的花与叶的细胞发育也都受到影响，但没有影响阿拉伯芥自身的六个RAD同源基因的表现，这六个RAD同源基因上没有CYCbindingsite，在转入CYC与RAD的阿拉伯芥中，CYC也跟在金鱼草一样会调控RAD的表现，所以作者推论在TCP1与CYC的原始功能具有影响植物生长与发育的功能，但CYC与RAD的影响是在金鱼草的分支中才演化出来。题目：Evolutionofregulatoryinteractionscontrollingfloralasymmetry作者：MariaManuelaR.Costa,SamanthaFox,AndyI.Hanna,CatherineBaxterandEnricoCoen出处：Development132,5093-51012005讲者：吴俊贤摘要：一般而言，两侧对称的花在传粉过程中比辐射对称的花更有效率，而植物在演化过程中，又是如何改变基因之间的交互作用而发展出两侧对称的花?在金鱼草中有两个与花部对称性相关的TCPfamily基因，CYCLOIDEA(CYC)与DICHOTOMA(DICH)最早被发现，当花部发育时，它们表现在花部背侧的两个花瓣，影响背侧花瓣的形状与使背侧雄蕊停止发育，所以当这两个基因发生突变时，所有的花瓣都会发育成腹侧花瓣的形状而形成辐射对称的花。在另外的研究中发现，另外两个基因也与花部对称性有关，分别是RADIALIS(RAD)与DIVARICATA(DIV)，RAD受CYC与DICH直接或间接的调控而表现在花部背侧，在rad突变株中，也有类似的辐射对称花,DIV在所有花瓣都有表现，但可能与RAD竞争而在背侧受到抑制，所以只影响到腹侧的花瓣形状。在阿拉伯芥中，TCP1与CYC同源，它也只在花部背侧表现，不过在花部发育很早的时期短暂的表现。在此篇研究中，为了了解的花部对称的调控网络是如何演化形成，作者首先用Randombindingsiteselection方法找出会与CYC结合的DNA序列，且在RAD的promoter与intron上也有发现一样的序列，表示CYC会直接的调控RAD的表现。另外，将CYC转入阿拉伯芥后，植物的花与叶的细胞发育也都受到影响，但没有影响阿拉伯芥自身的六个RAD同源基因的表现，这六个RAD同源基因上没有CYCbindingsite，在转入CYC与RAD的阿拉伯芥中，CYC也跟在金鱼草一样会调控RAD的表现，所以作者推论在TCP1与CYC的原始功能具有影响植物生长与发育的功能，但CYC与RAD的影响是在金鱼草的分支中才演化出来。参考文献：1.Corley,S.B.,Carpenter,R.,Copsey,L.andCoen,E.2005.FloralasymmetryinvolvesaninterplaybetweenTCPandMYBtranscriptionfactorsinAntirrhinum.Proc.Natl.Acad.Sci.USA102,5068-5073.2.Galego,L.andAlmeida,J.2002.RoleofDIVARICATAinthecontrolofdorsoventralasymmetryinAntirrhinumflowers.GenesDev.16,880-891.3.Luo,D.,Carpenter,R.,Vincent,C.,Copsey,L.andCoen,E.1996.OriginoffloralasymmetryinAntirrhinum.Nature383,794-799.4.Luo,D.,Carpenter,R.,Copsey,L.,Vincent,C.,Clark,J.andCoen,E.1999.ControloforganasymmetryinflowersofAntirrhinum.Cell99,367-376.Topic:EvolutionofregulatoryinteractionscontrollingfloralasymmetryAuthors:MariaManuelaR.Costa,SamanthaFox,AndyI.Hanna,CatherineBaxterandEnricoCoenJournal:Development132,5093-51012005Speaker:Chun-HsienWuAbstract:Ingeneral,zygomorphicflowersaremoreefficientthanradiallysymmetricflowerinpollination.AnditisimportanttoknowHowhowzygomorphicflowercanarisethroughchangesingeneregulatorynetworks.InAntirrhinummajus,thetwoTCPfamilygenes,CYCLOIDEA(CYC)andDICHOTOMA(DICH).cycanddichdoublemutantshaveradiallysymmetricventralisedflower.Infloraldevelopment,theyexpressindorsalpetalsandaffectthepetalsdevelopment.Inotherstudies,twoothergenes,RADIALIS(RAD)andDIVARICATA(DIV),alsoaffectfloralasymmetry.RADiscandidateforadirecttargetofCYCandDICH.RADisexpressedinthedorsalpetals.RADmutanthasalmostfullyventralisedflowers.RADactsantagonisticallytotheothergene,DIVARICATA,whichpromotesventralidentity.TheTCP1geneofArabidopsisistheclosesthomologuetoandisexpressedasymmetricallyinthedorsaldomainofyoungflowermeristemsandaxillarymeristemsInthisstudy,inordertounderstandhowradialsymmetricflowercanarisethroughchangesingeneregulatorynetwork.TheauthoruserandombindingsiteselectiontodefineCYC