豌豆花瓣发育的分子生物学研究
两侧对称花型(zygomorphy)被认为是经过多次反复独立进化而来的，这种背腹极性的建立由多个机制共同控制，包括花器官原基的起始与分布，不同位置花器官对背腹极性信号的响应，以及响应后所导致的细胞分裂与分化的差异。对模式植物金鱼草的研究已经形成了一个由CYC-DICH-RAD-DIV共同控制的背腹极性建立机制。而对豆科模式植物百脉根LjCYC2基因的研究表明，尽管豆科与金鱼草的两侧对称花型是各自独立进化而来的，却同样招募了CYC基因控制背部花瓣属性。那么在豆科中是否存在与金鱼草类似的背腹极性控制途径?是否有其它新的因子被招募到豆科花型不对称发育过程中?我们利用豆科另一个模式植物豌豆(Pisum sativum)中的几个花型突变体对这一问题进行了探讨。豌豆突变体keeled wtings(к)始发现于1919年，呈翼瓣向龙骨瓣转化的表型。借助豆科比较基因组学的研究进展，我们利用百脉根中一个与к表型类似的突变体kewl，将K基因成功分离。K编码一个TCP蛋白PsCYC3，属于豆科特有的一类非常保守的控制侧部花瓣属性的因子。另一个豌豆突变体lobedstandard(lst)，因其带有裂片状的旗瓣而命名，研究表明LST编码LiCYC2的同源基因PsCYC2。通过病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术以及对lst／k双突变体的分析，我们进一步对豌豆中3个PsCYC基因进行了功能研究。结合对豆科多个物种LEGCYC基因的进化分析，我们认为K与PsCYC2源于豆科中的一次基因复制事件，这次基因复制导致豆科中CYC基因发生了功能的歧化。
豌豆;花瓣发育;两侧对称;TCP基因;基因复制
中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所;中国科学院上海生命科学研究院;中国科学院上海植物生理生态研究所
博士
遗传学
罗达
2006
中文
Q949.751.9
89
2007-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）