《五味子科植物花性別分化的分子機制和進化規律研究》是張劍為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：五味子科植物花性別分化的分子機制和進化規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張劍
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
花的性別分化是被子植物起源、演化及多樣化過程中相當重要的環節，但人們對被子植物早期分化過程中花的性別分化機制卻知之甚少。五味子科，被子植物基部類群之一，科記憶體在多樣的性別類型及可供對比研究的嚴格意義上的單性花和兩性花，且性別分化與系統發育關係相關聯，因此，該科為我們探討花的性別分化問題提供了理想的材料。在植物性別分化過程中，花器官發育相關的B類和C類MADS-box基因扮演著極其重要的角色。所以，本項目擬在課題組前期研究的基礎上，從五味子科選取不同性別類型的代表物種，對其中B類和C類MADS-box基因的序列結構、進化歷史、表達式樣及功能進行研究，並結合物種間的系統發育關係、花的發生髮育方式及花的性別特徵，探討B類和C類MADS-box基因在五味子科不同性別類型植物花性別分化中的作用，揭示該科植物花性別分化的分子機制和進化規律，從而為被子植物花的性別分化研究提供新的思路和見解。
結題摘要
五味子科記憶體在多樣的性別類型及可供對比研究的嚴格意義上的單性花和兩性花，作為被子植物基部類群之一，是研究被子植物早期分化過程中花性別分化機制的理想材料。本項目通過對花器官發育相關的B 類和C 類MADS-box基因的進化歷史和表達式樣的研究，發現該科植物中B類基因在兩性花類群和單性花類群之間存在基因拷貝數的差異，C類基因存在蛋白序列結構的差異；不同的基因拷貝在表達水平上也存在差異；通過系統總結被子植物中B類基因特別是AP3-like基因拷貝數變異規律發現，在無性染色體的單性花植物中AP3-like基因拷貝數變異與花性別分化無直接聯繫。此外，為了快速準確地對所採集的植物材料進行鑑定，研究中增加了五味子科的分子鑑定研究，我們認為ITS+trnH-psbA+matK+rbcL是對五味子屬和南五味子屬植物進行分子鑑定的理想組合，ITS+trnH-psbA是對八角屬進行分子鑑定的最優選擇。為了深入理解該科單性花的形成過程，研究中增加了五味子科花器官發生髮育的規律研究，我們發現五味子科植物花各部器官呈連續的螺旋狀向頂部發生；花器官發生順序在不同物種和不同性別的花中是一致的。在本項目資助下已發表SCI論文3篇，還有1篇小修，1篇待投。
