作者:丁佳 来源:中国科学报 发布时间:2020/9/15 18:21:22
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是谁在“辣手摧花”?“内鬼”是它!

 

毛茛科植物中有花瓣向无花瓣转变的两种可能途径。中科院植物所供图

日前,中国科学院植物研究所研究员孔宏智团队破解了毛茛科植物的花瓣平行丢失的分子机制,这项研究为理解被子植物其他类群众的花瓣丢失问题提供了新思路。相关成果发表在最近的《植物学杂志》上。

孔宏智研究组长期从事花和花器官起源和多样化的分子机制研究。他们此前发现,毛茛科植物的最近共同祖先是有花瓣的,但在九个分支中独立演化出了无花瓣类群。他们认为,花瓣身份基因的“不表达”与花瓣的丢失密切相关,但“不表达”的机制在不同分支中并不相同。由于取样有限,毛茛科其他无花瓣分支中花瓣身份基因的表达情况及其与花瓣平行丢失的关系并不清楚。

近期,该团队以毛茛科所有无花瓣分支的代表物种为材料,通过转录组、分子进化、比较形态学和功能研究,系统探究了毛茛科中花瓣平行丢失的分子机制。

科研人员发现,花瓣身份基因的不表达或表达下调确实与花瓣的完全丢失密切相关;在九个无花瓣分支中,花瓣身份基因在黄根葵属、唐松草属和驴蹄草属中可能已完全丢失,在拟扁果草属和鸡爪草属中存在但并不表达,在三个分支铁破锣属、铁线莲属和白根葵属中存在、表达但表达量明显降低,在假美洲升麻属中正常表达。

与近缘有花瓣物种相比,野生无花瓣物种中萼片的数目往往没有增加,但其雄蕊数目却相对增多,这表明花瓣的丢失是由花瓣向雄蕊的同源转变造成的。

花瓣是被子植物吸引传粉者的重要媒介,由苞片或雄蕊多次经独立演化而来。但在演化过程中,不同分支的花瓣发生了丢失,导致了多个无花瓣类群的独立起源。但目前其分子机制尚不清楚。

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/tpj.14985

 
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