【是誰在「辣手摧花」?「內鬼」是它!】日前,中國科學院植物研究所研究員孔宏智團隊破解了毛茛科植物的花瓣平行丟失的分子機制,這項研究為理解被子植物其他類群眾的花瓣丟失問題提供了新思路。相關成果發表在最近的《植物學雜誌》上。

孔宏智研究組長期從事花和花器官起源和多樣化的分子機制研究。他們此前發現,毛茛科植物的最近共同祖先是有花瓣的,但在九個分支中獨立演化出了無花瓣類群。他們認為,花瓣身份基因的「不表達」與花瓣的丟失密切相關,但「不表達」的機制在不同分支中並不相同。由於取樣有限,毛茛科其他無花瓣分支中花瓣身份基因的表達情況及其與花瓣平行丟失的關係並不清楚。

近期,該團隊以毛茛科所有無花瓣分支的代表物種為材料,通過轉錄組、分子進化、比較形態學和功能研究,系統探究了毛茛科中花瓣平行丟失的分子機制。

科研人員發現,花瓣身份基因的不表達或表達下調確實與花瓣的完全丟失密切相關;在九個無花瓣分支中,花瓣身份基因在黃根葵屬、唐松草屬和驢蹄草屬中可能已完全丟失,在擬扁果草屬和雞爪草屬中存在但並不表達,在三個分支鐵破鑼屬、鐵線蓮屬和白根葵屬中存在、表達但表達量明顯降低,在假美洲升麻屬中正常表達。

與近緣有花瓣物種相比,野生無花瓣物種中萼片的數目往往沒有增加,但其雄蕊數目卻相對增多,這表明花瓣的丟失是由花瓣向雄蕊的同源轉變造成的。

花瓣是被子植物吸引傳粉者的重要媒介,由苞片或雄蕊多次經獨立演化而來。但在演化過程中,不同分支的花瓣發生了丟失,導致了多個無花瓣類群的獨立起源。但目前其分子機制尚不清楚。

相關論文信息:http://t.cn/A64HA4KH
http://t.cn/A64HA4KQ

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