MADS-box基因与雌雄异株植物性别决定及分化的关系

MADS-box基因的功能涉及植物多个发育过程的调控,尤其是在植物花发育过程中具有重要的调控作用。雌雄同株植物花发育的ABC(DE)模型中已知的大多数基因都属于MADS-box基因,但在雌雄异株植物中对MADS-box基因的研究较少。对已经报道的与雌雄异株植物花发育的MADS-box基因进行详细的介绍,并对MADS-box基因与雌雄异株植物的性别决定及分化间的关系进行了分析探讨。     

红景天AG基因(RrAG)的电子克隆及生物信息学分析

AG基因对植物的花发育具有至关重要的作用。以拟南芥AG基因(NP_001190766. 1)为参考序列,采用电子克隆技术获得红景天AG基因(Rr AG),并通过生物信息学分析预测该基因的结构、功能等。结果表明:该基因全长为1 037 bp,包含789 bp的开放阅读框,编码262个氨基酸,理论等电点为9. 27,是定位于细胞核内不稳定的亲水性蛋白,起到转录调控的作用。序列比对发现,红景天AG编码蛋白与荞麦的AG蛋白亲缘关系最近。研究结果为进一步研究Rr AG基因的功能奠定了基础。     

植物花器官发育的分子机理研究进展

植物花器官的发育是由器官特异性基因决定的,这些基因包括ABC模型的A、B、C功能基因,同时还有决定胚珠发育的D功能基因和E功能基因。这些基因的精确表达需要花分生组织特异性基因的激活和多个正负调节因子的调控。在花器官发育过程中,基因存在着复杂的遗传网络调控系统,就此提出了各种调控模型。文章就花发育分子模型的发展和完善、不同模型之间的相互关系以及调控基因之间的相互作用等方面,对植物花器官发育的最新研究进展进行了综述,同时对植物花器官发育机理研究的理论价值和应用前景进行了展望。     

兰科植物花发育的基因调控研究进展

兰科Orchidaceae植物具有唇瓣、蕊柱等独特花形结构。近年来,关于兰科植物开花调控的研究取得了一定的进展,已分离鉴定出一些花发育调控基因,包括花器官特异基因及一些花分生组织特异基因。研究表明： MADS-box等基因在兰花的成花转换及花器官形成过程中起重要作用,特别是B类基因的表达及功能可能与兰花结构的特异性及多样性有关。表1参33     

拟南芥ULTRAPETALA1基因功能的研究进展

ULTRAPETALA1 (ULT1)是一种发育调节因子,可以与多种蛋白相互作用调控植物器官的形成。在拟南芥中该基因的突变体主要表现为花器官数量增多;目前已有研究报道该基因参与了茎尖与花分生组织的发育,以及生物和非生物胁迫等方面的调控,在拟南芥发育过程中具有重要意义。本文综述了现有的研究成果,详细分析了ULT1基因对发育的影响,总结了其在分生组织、叶、花等方面的功能。     

AP2基因在高等植物花器官发育中的作用概述

以植物花发育调控的分子模型为基础,介绍了花发育相关基因AP2在高等植物花器官和营养组织中的时空表达特点,以及参与花分生特性建立、花器官特性特化和形成调节、花同源异型基因活性时空调节等花发育过程;阐述了模式植物中与AP2基因一起参与花发育调控的其他基因,及其在基因调控网络中的关系。     

兰花花器官及成花基因调控研究进展

为了更有效地对开花植物中最大家族之一的兰科(Orchidaceae)植物进行开花调控,对具有蕊柱和唇瓣等独特花结构的兰花花器官调控和成花过程的分子遗传基础进行了阐述,并在此基础上对兰科花发育的调控进行了展望。结果表明:1)兰花花器官ABCDE模型中,A和E类基因决定萼片,A、B和E类基因决定花瓣,B、C和E类基因决定雄蕊,而D和E类基因决定心皮;2)温度、光周期和激素是决定兰花花起始和发育的关键;3)成花过程中的转录组、基因组以及功能基因验证的研究,取得了较大的突破。综上,本研究可为兰花花发育的分子遗传基础研究开辟新的思路。     

水稻与拟南芥中控制花器官发育MADS-box基因的比较研究进展

MADS-box基因编码的蛋白在植物花发育过程中起着重要的调控作用.单子叶模式植物水稻与双子叶模式拟南芥是两个关系很远的种类,通过对它们花器官功能保守因子的比较研究,将有助于提高对水稻基因功能的认知以及加快对水稻花器官发育研究的步伐.     

水稻SUPERNUMERARY BRACT(OsSNB)基因应答非生物胁迫和激素的表达特性

AP2转录因子家族普遍存在于植物中,在调控植物发育过程中起到非常重要的作用。前期研究表明,SUPERNUMERARY BRACT(OsSNB)属于AP2转录因子亚家族成员,含有两个保守的AP2结构域,主要参与调控小穗分生组织向花分生组织的转换以及花器官的发育。利用RAP-DB水稻数据库搜索到基因OsSNB,通过序列分析发现 OsSNB启动子序列中含有GCC-box、ABRE、DRE、WRKY等应答非生物胁迫及激素信号的元件;基因表达分析表明,OsSNB基因的表达受NaCl、干旱胁迫和激素ABA以及乙烯前体ACC的诱导。这些结果表明水稻OsSNB基因可能参与调控逆境胁迫反应,在植物生长发育和非生物胁迫的应答中均具有重要功能。     

兰花MADS-box基因研究进展

MADS-box基因是一类非常重要的转录调控因子,在植物发育和信号传导中起着关键性作用。包括花器官发育基因,花分生组织特异性基因,促进开花的基因。研究表明,A类基因可能与花器官发育和控制开花有关;B类基因可能与花被片形态和结构特异有关,并且有些基因在营养器官中也有表达。     

高等植物的花发育模型及其基因调控研究进展

花发育是高等植物生长发育过程中非常重要的事件之一。为了解花发育的分之机制,阐述了花器官决定同源异型基因作用模型的产生和发展过程,如经典的花发育 ABC 模型、随后发展起来的 ABCD、ABCDE 和四聚体模型,综述了花器官发育分子模型同源基因的调控机理等方面的研究成果,并展望了研究方向。     

重瓣萱草AGAMOUS基因的克隆与表达分析

AGAMOUS(AG)基因是花发育ABC模型中的C类基因,通过对各类观赏植物的重瓣化诱导研究发现,C类基因突变会诱导产生重瓣花。萱草作为园林景观的应用植物,其花型补充改造一直是育种研究的重要目标之一。以单瓣萱草品种秋红、重瓣萱草AH6为试验材料,克隆C类基因AG的全长cDNA,分别将其命名为qhHfAG、ahHfAG,并进行生物信息学分析,用Real-time PCR分析其表达模式。结果表明,HfAG全长为624 bp,编码207个氨基酸,具有典型的植物MADS-box基因结构,但是与其他物种相比缺少AG基序Ⅱ。与单瓣品种相比,重瓣品种中部分氨基酸位点发生了变化,这也导致重瓣品种该蛋白的疏水性、不稳定指数和二级结构发生了改变,推测这可能是导致重瓣表型的原因。Real-time PCR分析结果表明,在不同瓣化程度的萱草品种中,HfAG基因在花器官中的相对表达量有差异。研究首次从萱草中克隆出AG基因并进行分析,并对单瓣、重瓣萱草基因序列进行比较,进一步探究C类基因在重瓣表型萱草培育中发挥的功能,为通过基因工程手段开展萱草重瓣育种奠定了基础。     

水稻花器官发育的遗传研究进展

水稻是研究单子叶植物发育生物学理想的模式植物。随着分子生物学技术的快速发展,有关水稻花器官发育的研究也越来越深入,并取得了较大进展。介绍了植物花器官发育的"ABC"模型的发展及其调控机制等方面的研究进展,对MADS-box基因的结构和功能进行了概述,最后详细阐述了控制水稻花器官发育的相关基因及其分子机理;针对水稻花器官发育研究中存在的问题和当前水稻生产中出现的颖壳畸形现象进行了分析,并对水稻花器官发育的进一步深入研究进行了展望。     

水稻花发育研究进展

迄今为止,双子叶植物花发育模型研究已基本成熟,这些模型在一定程度上也适用于水稻等单子叶植物的研究.目前,已鉴定克隆了部分与水稻花发育相关的基因,如水稻稀穗LAX、PLAI、LHD、FZP、CL、RFL、RAP1A和RAP1B基因以及花器官发育的水稻ABCDE 5类功能基因和花序变异基因包括Lax、Fzp、OsCKX2、Fon1等,促进了人们对水稻花发育机制的进一步了解.但是有关水稻花发育特异基因之间的调控及作用机理尚未清楚,今后需采用以先进的生物技术为手段,通过分离、鉴定更多的水稻花发育突变体基因,深入探讨各个基因的功能及相互作用,最终系统了解水稻花发育调控机理,从而为深人研究单子叶花序发育奠定基础.     

欧洲千里光SvAPETALA1基因的克隆及功能分析

【目的】花器官发育是影响花观赏价值的重要因素,AP1类基因调控植物花器官的形成。研究菊科Asteraceae欧洲千里光Senecio vulgaris的SvAP1基因在花器官形成中的重要作用,旨在探究菊科复杂花序结构产生的调控机制。【方法】以欧洲千里光为材料克隆获得了SvAP1基因,通过多序列比对、构建系统进化树、实时荧光定量PCR (qRT-PCR)反应、构建超表达载体、组织学染色观察等方法与技术,对SvAP1基因进行功能预测与分析。【结果】SvAP1基因开放阅读框长度为705 bp,编码234个氨基酸。多序列比对与系统进化分析显示：SvAP1基因属于MADS-box基因AP1类亚家族,C末端具有paleoAP1保守基序(motif)。欧洲千里光组织特异性表达分析表明：SvAP1基因在营养器官和花序中都有表达。转基因龙葵Solanum nigrum的形态学观察和石蜡切片技术分析显示：与野生型龙葵相比,转基因龙葵雌蕊发育异常,表现为子房膨大且雌蕊状组织增多。【结论】欧洲千里光SvAP1基因在龙葵中的超表达影响雌蕊发育,与ABC模型中A类基因超表达对植物花器官发育造成的影响存在差异,即转...     

中科院遗传所杨维才研究组揭示OsPID调控水稻花器官发育的分子机制

正AtPID是控制花原基形成的基因,其通过生长素途径参与调控双子叶植物花器官发育的机理已有很多报道,而该基因在单子叶植物的生物学功能还不清楚。之前有研究发现,将OsPID在水稻中进行过量表达会引起雄蕊数目减少、雌蕊数目增加的异常表型。OsPID功能缺失会导致水稻雌蕊和花药发育异常,但PID调控水稻花器官的分子机制尚不清楚。近期,Plant Biotechnology Journal在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究组题为PINOID regulates floral organ development by modulating auxin transport and interacts with MADS16 in rice的研究论文。该研究揭示了OsPID调控水稻花器官发育的分子机制。     

果树花发育调控基因的研究进展

花发育过程是果树生长发育过程中的重要转折时期,受众多基因的调控。控制果树花发育过程的基因有花序分生组织特异基因、花分生组织特异基因、调控花器官形态特征基因等。本文综述这些基因在果树中的作用、表达部位和相互联系。     

葫芦科园艺作物卷须发生的研究进展

葫芦科Cucurbitaceae植物多为1年生爬藤植物,是农业生产的重要植物科之一。卷须是葫芦科植物关键形态学标记。本研究总结分析了葫芦科植物关于卷须方面的主要研究成果,并对未来的研究提出展望。目前,关于葫芦科园艺作物卷须的研究主要集中于:① 卷须的变态来源;② 调控卷须发生的关键基因;③ 卷须组织中特异或高量表达基因;④ 内源激素调控卷须发育;⑤ 外界环境对卷须发生的影响。主要结论为:葫芦科园艺作物卷须被确定为侧分枝的变态器官,调控卷须发生的关键基因为TCP1。卷须组织特异或高量表达基因主要参与植物形态建成、趋向性、生长素极性运输、钙离子转运、谷氨酸代谢、木质素代谢等,而这些与卷须发生、发育、卷曲缠绕密切相关。激素(生长素、赤霉素)和外界环境(光、温、水分)均被报道可影响葫芦科园艺作物卷须发育,但具体分子机制均未知。未来葫芦科园艺作物卷须的研究应集中于关键基因TCP1的上下游基因网络解析,完善激素和外界环境对卷须的调控作用。结合日趋成熟的基因编辑技术,探究葫芦科园艺作物卷须的分子调控网络以及开展无卷须育种设计。图2参32     

菠萝AcMADS41基因的克隆及其在花发育中的表达分析

[目的]AP3基因在多种植物花器官发育中具有重要作用,但在菠萝中关于AP3基因及其功能的研究尚无相关报道,对其研究可为AcMADS41在菠萝花发育中的功能鉴定提供理论依据.[方法]以菠萝花芽为材料,克隆到一个与花器官发育有关的AP3基因AcMADS41.通过生物信息学分析方法对其理化性质、蛋白结构域、进化关系、顺式作用...     

拟南芥花粉与花药发育相关基因调控的研究进展

拟南芥是重要的模式植物,基因高度纯合,用理化因素易获得突变体且易获得突变植株,是研究植物基因组的理想材料;被子植物的花是其有性繁殖的重要器官,花的正常发育对于植物的生长和繁殖有重要意义。为其他植物花粉花药生长发育的研究提供参考,从花粉萌发及其突变体小孢子表达、花粉识别及水合、花粉壁的发育模式、花粉管的生长发育、药开裂及花粉粒释放和花药的育性等方面对拟南芥花粉与花药发育相关基因的调控机制进行概述。