豆科模式植物百脈根中TCP domain基因的生物學(xué)功能與花瓣發(fā)育的研究.pdf

1、本文以豆科模式植物百脈根(Lotus．／aponocus)為研究對(duì)象，成功地建立了豆科植物花發(fā)育的研究系統(tǒng)。通過(guò)掃描電鏡觀察研究了百脈根花序、花和花瓣發(fā)育過(guò)程，并依據(jù)其發(fā)育的特征對(duì)這些發(fā)育過(guò)程進(jìn)行了精確的分期。 TCPdomain基因是一類(lèi)在植物中廣泛存在的關(guān)鍵的發(fā)育調(diào)控基因，它的不同成員在不同物種中參與了多種多樣的形態(tài)發(fā)育過(guò)程。我們對(duì)百脈根中的兩個(gè)TCPdomain基因——Ljcycl和Ljcyc2的表達(dá)模式和生物學(xué)功能進(jìn)行了

2、研究。 RNA原位雜交實(shí)驗(yàn)表明，Ljcycl基因最早在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期的莖頂端分生組織(SAM)和初級(jí)花序分生組織的一側(cè)表達(dá)。在花原基起始后的花發(fā)育1期，Ljcycl基因在同一時(shí)間，分別在花原基的中央和背部表達(dá)。隨著花原基的進(jìn)一步發(fā)育，Ljcycl基因在花原基的中央和背部的表達(dá)范圍和強(qiáng)度逐漸增加。在花發(fā)育的7期，Ljcycl基因主要集中在心皮和背部的花瓣(旗瓣)中強(qiáng)烈表達(dá)。 Ljcyc2基囟的最早表達(dá)出現(xiàn)在初級(jí)花序(I，)頂

3、端分生組織一側(cè)的幾層細(xì)胞中。當(dāng)次級(jí)花序原基起始后，Ljcyc2基因在次級(jí)花序原基與初級(jí)花序相交處表達(dá)。當(dāng)次級(jí)花序原基發(fā)育到4期時(shí)，Ljcyc2基因的表達(dá)會(huì)出現(xiàn)在次級(jí)花序(I2)的頂端中央?yún)^(qū)域。當(dāng)花原基從I2起始后(花發(fā)育1期)，Ljcyc2基因的表達(dá)就會(huì)隨之?dāng)U展到花原基的背部區(qū)域。隨著花分生組織的發(fā)育，基因表達(dá)的區(qū)域也在擴(kuò)大，涵蓋了整個(gè)的背部區(qū)域，但并不包括心皮原基。從花發(fā)育的5期開(kāi)始，Ljcyc2基因的表達(dá)逐漸集中到背部的萼片和花瓣中

4、。在更后的發(fā)育時(shí)期，Ljcyc2基因只在背部的花瓣(旗瓣)中強(qiáng)烈表達(dá)。通過(guò)對(duì)Ljcyc2轉(zhuǎn)基因植株的分析表明，Ljjcyc2基因不僅參與了百脈根花背腹極性的建立，而且還參與了花序的發(fā)育，與花序的結(jié)構(gòu)有關(guān)。這是首次證明了在植物中，存在著與花序結(jié)構(gòu)調(diào)控和發(fā)育有關(guān)的TCPdomain基因家族的成員，這將為我們深入了解TCPdomain基因功能的多樣性提供幫助。 另外，我們對(duì)一類(lèi)特異的只影響側(cè)部花瓣屬性的等位突變——kw1、kw2和kw