兰科植物花发育调控MADS-box基因家族研究进展

综述了兰科植物基因组、转录组以及研究理论与模型等方面的重要成果，结合深圳拟兰（Apostasia shenzhenica）、铁皮石斛（Dendrobium catenatum）、小兰屿蝴蝶兰（Phalaenopsis equestris）全基因组研究，重点对调控花器官发育的A、B、C、D、E类基因的研究进行了概述，并对今后兰科植物花发育组学研究方向进行了展望，以期为兰科植物重要的生物学问题的解答、新品种培育以及新种质的创制提供理论参考。     

被子植物开花时间和花器官发育的表观遗传调控研究进展

成花转换是被子植物生活周期中的关键发育过程,植物通过调控基因表达模式而整合多条内外开花信号实现成花诱导。近几十年来,学者们为阐释植物成花转换的分子机制做了大量的分子遗传学研究。其中,影响植物生长发育的表观遗传修饰是调控成花转换过程的重要分子机制之一。表观遗传调控是植物在适宜环境条件下实现开花诱导和花器官发育的决定性因素。综述了有关开花时间和花器官发育的表观遗传学研究进展,包括染色质重塑、组蛋白甲基化和miRNAs。     

重瓣花研究进展与展望

该研究指出了近年来我国有关重瓣花多层面研究中的关键方向,归纳了不同起源方式及种类的重瓣花的研究成果,重点总结了近年来有关重瓣型植物形态分化、繁殖技术、分子研究及应用的研究,并在此基础上对重瓣植物花器官发育理论研究的价值、前景和存在的问题等进行了探讨与展望,以期为今后重瓣植物的选育提供参考依据和技术手段。     

第六讲 离体花器官的组织培养

花器官培养包括花药、花丝、子房、花柱、花托培养及其他花器官培养,应用无菌方法培养植物的花器官,研究它们的诱导、分化、生长和发育的规律,以及影响这些过程的各种因素,至今已有很多种植物的花器官经过离体培养能够诱导形成完整的植株.     

成花基因研究进展

成花过程是植物生长发育过程中的重要转折时期,花发育过程受众多基因的调控。控制植物花发育过程基因有分生组织特性基因、调控花器官形成基因、定域基因及成花计时基因。综述了这些基因的作用、表达部位和相互联系。植物的MADS盒基因家族在控制花发育过程中起重要作用,模式植物MADS盒基因结构、功能及作用机制对研究园艺植物MADS盒基因具有重要的理论指导意义。     

植物花发育调控基因的研究与应用

高等植物从营养生长过渡到生殖生长,是由外界环境条件及自身因子相互作用的结果.植物成花本质上是由花发育调控基因控制的,了解植物花发育调控基因功能后,可以人为地控制植物成花.花发育调控基因有个重要的特点是,其功能在不同植物间是相对保守的,可以广泛应用于转基因的研究中.现综述了植物花发育过程,拟南芥主要的花发育调控基因,系统介绍花发育调控基因在提高经济作物生物产量、植物雄性不育、缩短童期、观赏植物分子育种方面的应用.     

园艺植物性别决定机制研究进展

性染色体、性别基因、MADS-box转录因子等是植物雌雄个体或器官发育过程中关键的遗传因素。性染色体和性别决定基因是雌雄异株植物性别决定的遗传基础,而性别分化基因在花器官分生组织中选择性表达,调控不同性别花的产生。花发育的ABCDE模型中涉及的基因绝大部分属于MADS-box家族基因。综述了植物性染色体进化机制、园艺植物性染色体类型、性别连锁基因群定位、基因鉴定以及MADS-box家族基因对花器官发育的调控等方面的研究进展,并提出园艺植物性别决定机制研究中需要解决的问题。     

鸭梨同源异型突变株的花器官分析

以20a树龄同一梨园中1株能稳定遗传的花器官变异鸭梨和普通鸭梨为试材,采用形态观测法进行了花芽发育、花粉萌发率、表观形态等方面的研究分析。结果表明:该突变株的花发育与普通植株花的正常发育最明显的差别在于花器官花瓣完全或部分缺失、雄蕊相应增多;花瓣对应位置的雄蕊花丝粗、花药大;花粉萌发率高;部分特化的花瓣上着生有花药。根据试验结果,推断该突变株可能是梨的花同源异型突变株,控制花器官发育的B功能区发生了突变引起花器官异常。该突变株为进一步认识植物花发育的内在调控机制、研究花的发育机理提供了可能。     

花发育调控基因的应用研究进展

20世纪80年代后期90年代初,随着植物分子生物学的逐步发展和拟南芥、金鱼草等模式植物的建立,通过突变体表型的分析和基因克隆、转座子标记等分子生物学和遗传学方法,对花发育的不同阶段进行了研究,在花发育调控基因方面取得了一定的进展.研究认为植物花发育的调控基因主要有花序分生组织基因、花分生组织基因和花器官特征基因.     

一氧化氮信号在果树成花中的研究进展

一氧化氮(NO)作为一种胁迫后的重要信号分子,在植物生长发育的许多过程中具有重要的调节作用。越来越多的研究证据表明,NO在植物花发育过程中具有重要作用,然而迄今尚鲜见关于NO调控果树成花发育方面的系统报道。该研究介绍了植物NO合成途径的最新研究进展,综述了NO在草本及木本植物中开花转变存在的差异,以期为植物内源NO对木本果树花芽分化的调节研究提供理论参考。     

辣椒PPI蛋白与AGAMOUS-like蛋白间相互作用的鉴定

利用酵母双杂交技术和双分子荧光互补(Bi FC)技术,对控制花器官发育的B类蛋白,即PPI(Gen Bank登录号:GU812176)与两个AGAMOUS-like蛋白即已被分别命名的PAG1(Capana02g001695)和PAG2(Capana07g001940)间的互作关系进行了研究。结果表明,PPI蛋白与PAG1和PAG2蛋白均存在特异性相互作用,说明辣椒花器官发育过程中PPI蛋白可能与PAG1和PAG2形成蛋白复合体,共同控制雄蕊的发育。这有助于进一步揭示辣椒雄蕊发育的分子机理。     

具有2套花器官分化系统的葫芦科植物性别决定机制分析

通过对甜瓜性别决定机制的研究发现,乙烯通过激活ACC合成酶(ACS)合成1-氨基环丙烷羧酸(ACC)发育心皮促雌,竞争前体S-腺苷甲硫氨酸(SAM)抑制雄性基因发育雄蕊抑雄;以葫芦科雌雄异花同株植物有两套花器官分化系统为突破点,用甜瓜两套花器官分化系统,4个性器官发育系统的互作机制,对黄瓜、西瓜、节瓜、喷瓜的性别决定机制进行分析,以另类的观点阐明了葫芦科植物的性别决定机制。     

紫花地丁开放花与闭锁花的发育及可溶性糖与淀粉含量的研究

紫花地丁(Viola philippica)为典型的两型花自花受精植物,具有开放花和闭锁花混合繁育系统。通过对开放花和闭锁花花芽形态发育的比较发现:开放花与闭锁花在花芽发育早期形态相似,4轮花器官原基均正常发生。出现明显差异的时期为4轮花器官原基形成以后,小孢子发育时期为产孢细胞阶段,开放花的5个花瓣与5枚雄蕊继续发育,每个雄蕊有4个花药室;而闭锁花只有2枚雄蕊继续发育,每个雄蕊有2个花药室,其余雄蕊与所有的花瓣依然为器官原基状态,不再发育。通过对花芽与叶片可溶性糖与淀粉含量的检测发现,花器官原基形成之后,开放花与闭锁花形态出现明显差异阶段开始,随着花芽的发育,可溶性糖与淀粉含量均呈上升趋势,且开放花花芽中的含量均明显高于对应发育阶段闭锁花花芽;而开放花植株的叶片可溶性糖与淀粉含量均低于闭锁花植株叶片,说明开放花所需要的能量高于闭锁花,推测可溶性糖与淀粉含量的差异与两型花发育有一定的关系。     

甜瓜与黄瓜的性别决定机制分析

以甜瓜和黄瓜有发育雌花的花器官基因座、发育两性花的花器官基因座和发育雄花的花器官基因座为切入点,对甜瓜和黄瓜的性别决定研究结果进行分析。结果表明:甜瓜有2个(a/A与g/G)发育花器官的基因座,其性别主要由上游a/A花器官基因座的雄性抑制基因A,与下游g/G花器官基因座的雌性抑制基因G和雄性抑制基因M互作控制。黄瓜有3个(f/F、f_2/F_2与m/M)发育花器官的基因座,其性别由上游f/F花器官基因座的雄性抑制基因F,中游f_2/F_2花器官基因座的雄性抑制基因F_2(或F_2′),与下游m/M花器官基因座的雌性抑制基因a和雄性抑制基因M互作控制。     

庐山野生观赏兰科植物资源及园林应用研究

庐山具有丰富的野生观赏兰科植物资源,野生观赏兰科植物具有极高的园林观赏价值。对此,要深入考察庐山野生观赏兰科植物资源,强化对野生观赏兰科植物的有效保护,并促进庐山野生观赏兰科植物资源在园林建设中的应用。本文浅析了庐山及其野生观赏兰科植物资源的概况,探究了庐山野生观赏兰科植物的保护措施以及庐山野生观赏兰科植物的园林应用,以期为庐山野生观赏兰科植物资源的保护性开发及园林应用提供借鉴。     

miRNAs调控植物生长发育的研究进展

植物miRNAs是广泛分布于植物基因组的非编码小分子RNA,主要在转录后通过介导靶mRNA降解或翻译抑制来调控基因的表达水平,从而影响植物器官发生和发育。该研究综述了植物miRNA生物发生过程及其作用机制,并重点阐述了miRNAs在植物器官发育的作用,以期为尽快全面揭示植物器官发育调控机理提供理论依据。     

葡萄MADS-box家族基因保守片段的克隆与序列分析

MADS-box转录因子在多种植物的发育过程特别是花器官和果实发育过程中发挥重要的作用。为了从葡萄中克隆出新的MADS-box基因,研究在葡萄花及果实发育中的作用,根据多种植物MADS-box基因保守区序列,设计简并引物,应用RT-PCR技术从红富士葡萄花序中分离出34条MADS-box基因cDNA片段。序列分析表明,这些片段长度在138～152bp之间,包含基因起始密码子。推导的氨基酸序列与已登录的欧洲葡萄及其它物种的MADS-box基因同源性超过83%。用推导的氨基酸序列与已知的欧洲葡萄和拟南芥MADS-box家族基因进行系统发育分析,可将这些基因片段分别归入拟南芥MADS-box基因不同亚家族中,证明葡萄中存在多种MADS-box家族基因,克隆的片段包含ABCDE模型中的各类花发育基因。     

水芹花器官的解剖学研究

对水芹(Oenanthe decumbens)花器官结构进行解剖学研究。研究结果表明,水芹花萼和花冠都呈片状,仅花萼内部细胞中含有大量叶绿体,而花冠中没有;花柱为实心型,内部没有特殊的引导组织,在花柱中有两个分泌道结构;花药结构与普通植物类似,花药壁由四层细胞组成,分别为表皮、药室内壁、中层和绒毡层;药室中的花粉发育正常,开花时可进行传粉;胚珠中的胚囊发育正常,可分化出卵器细胞核中央细胞的极核。以上结果表明,水芹花器官发育正常,具有进行有性生殖的基础。     

兰科花卉野生资源调查研究进展

兰科植物为单子叶植物中最大的一个科,中国兰科花卉资源十分丰富,是野生兰科植物最重要的多样性中心之一.现综述近年来国内在兰科植物野生资源调查方面的研究成果,介绍了国内在野生兰科花卉资源调查方面的研究现状,分析了国内在野生兰科花卉资源调查方面存在的主要问题并提出了相关建议.提出对野生兰科植物资源进行保护是目前的当务之急.     

蓝猪耳花器官的发生与发育

玄参科植物蓝猪耳（Torenia fournieri）的萼片、花冠、雄蕊和雌蕊原基都具两侧对称性,且为合萼、合瓣花,雄蕊着生在花冠上,子房两心皮两室。花器官分化顺序为萼片、雄蕊原基、花瓣原基、雌蕊原基。5枚萼片原基发生顺序不一致,其式样为近轴面1原基－远轴面2原基－2侧生原基,萼片原基的发育是同步的;雄蕊原基先于花瓣原基发生,但其发育比花瓣原基缓慢,4枚雄蕊原基几乎同时发生;5枚花瓣原基同时发生,且远轴面的两枚花瓣原基后来有愈合迹象。与同科Agalinis densiflora花发育比较,两种植物花器官原基发生的时间和先后顺序有较大的差异。与同科地黄属（Rehmannia）、苦苣台科（Gesneriaceae）异叶苣苔属（Whytockia）、尖舌苣苔属（Rhynchoglossum）和台闽苣苔属（Titanotrichum）的花器官发生和发育比较,发现玄参科和苦苣苔科的花器官发生和发育关系比较复杂,5属并不能笼统划分为两种不同的式样,认为以子房室数和胎座类型划分玄参科和苦苣苔科的可靠性仍需进一步探讨。