开花基因的起源

2020-09-27 29苔藓

开花基因的起源,开花植物是从没有花的植物进化而来的。众所周知,一些被称为MADS-box基因的基因的功能创造了花朵特有的形状,如雄蕊、雌蕊和花瓣。虽然不开花的植物,如苔藓、蕨类植物和绿藻也被认为具有MADS-box基因。然而,直到现在,人们还不清楚MADS-box基因在没有花的植物中是如何工作的。为了了解花的进化机制,有必要了解MADS-box基因在没有花的植物中是如何工作的。

开花基因的起源

由国立基础生物学研究所的Mitsuyasu Hasebe教授领导的一个研究小组揭示开花基因的起源,MADS-box基因利用苔藓类植物Physcomitrella patens控制精子运动、细胞分裂和配子体干的伸长。研究小组的研究生Shizuka Koshimizu说:“在Physocmitrella patens中有6个MADS-box基因,我们用moss分析了它们的功能,我们在其中打破了这6个基因。在失去所有MADS-box基因功能的苔藓中,精子鞭毛几乎不运动。此外,在茎中,长度的增加阻止了精子游动受精的顶端供水。MADS-box基因在两个方面对受精至关重要:为精子游泳提供足够的水和产生可移动的鞭毛。

研究意义

哈塞比教授说:“随着开花植物适应陆地干旱环境,配子体和精子鞭毛都在进化过程中丢失。基于此,在配子体和精子鞭毛中起作用的MADS-box基因很可能变得不必要了,而花可能是通过重用它们来实现其他功能的。有趣的是,植物不同谱系之间发育的基因调控网络是不同的,尽管它们在动物中相对保守。”

这些研究成果发表在1月3日的《自然植物》杂志上。这项研究是由日本国立基础生物学研究所、日本高等研究生院、金泽大学、东京工业大学、宫城大学和东京大学合作进行的。

引用

National Institutes of Natural Sciences. "The origin of flower making genes." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 January 2018. www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180110101000.htm.

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