《星葉草科植物B類MADS-box基因的表達和進化研究》是依託西北大學，由常鴻莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：星葉草科植物B類MADS-box基因的表達和進化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：常鴻莉
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
毛茛目是最早從真雙子葉植物中分出的一支，存在多樣的花被特徵。星葉草科位於毛茛目的基部，該科中僅有兩個種：獨葉草和星葉草，中國是其主要分布區，分別是我國I級和II瀕危保護植物。這兩個種親緣關係較近，但在花被形態上差異明顯，獨葉草萼片瓣化並有退化雄蕊，而星葉草的不瓣化且無花瓣。為我們提供了揭示花被瓣化和分化之遺傳機理的良機。本項目利用RT-PCR和組織原位雜交的技術，對與花被瓣化和分化有關的B類MADS-box基因的序列結構和表達模式進行研究，並利用系統發育和分子進化研究手段，分析星葉草科中B類基因的進化模式。確定兩個物種中B類功能基因的表達式樣。闡明星葉草科中花被瓣化和多樣化的遺傳和分子機理，作為新的毛茛目代表支系中B類基因表達資料，結合已有的研究結果，探討毛茛目植物花被多樣性形成的原因和演化問題，為豐富和發展花的發育和進化理論提供新證據。
結題摘要
利用RT-PCR和組織原位雜交的技術，對星葉草科與花被瓣化和分化有關的B類MADS-box基因的序列結構和表達模式進行研究。由於星葉草花器官位置和數量可變，器官數目不定，位置不一。首先，我們利用石蠟切片技術和計量統計方法，對星葉草花序的縱向和橫向進行觀察分析，找出花被、雄蕊和心皮的組織和結構的區別，為後面的組織原位雜交實驗，主要是器官辨別方面提供參照。我們發現，星葉草萼片維管束條數是3條，而雄蕊的是1條；萼片原基比雄蕊原基橫切面更大。獨葉草在花器官數量上也有變化，尤其以花被變化最大，而空間位置相對穩定。隨後，我們對獨葉草和星葉草花被提取和純化出mRNA，再用RACE和RT-PCR的方法獲得所需基因。在組織原位雜交實驗中，我們用相應基因的帶標記的探針與組織中已表達的RNA 進行雜交，根據標記信號的有無和強弱確定該基因的表達式樣。我們發現，B類MADS-box同源基因的AP3-3 在星葉草的萼片中微量表達，而PI同源基因缺失；在獨葉草中，AP3-3的同源基因在萼片中也沒有表達，但在退化雄蕊中有表達，PI的同源基因，在萼片和退化雄蕊中均有表達。結合毛茛目，毛茛科相關資料，我們認為，B類MADS-box的同源基因主要調控花瓣性特徵的器官，它們有多樣調控器官發育的途徑和模式。 在本項目資助下，我們還開展了毛茛目的烏頭屬和翠雀屬的花形態發育觀察和花兩側對稱的發育研究。結果表明，烏頭屬和翠雀花屬在器官發生上顯著相似，其不同主要在於第二輪花器官，即花瓣和退化雄蕊的不同。花從輻射對稱向兩側對稱轉變發生在萼片和花瓣在形態和功能的分化上。
