《维管植物根毛发育基因的多样性》

  • 来源专题:转基因动植物新品种培育
  • 编译者: Zhao
  • 发布时间:2017-07-04
  • 对拟南芥(Arabidopsis thaliana)根毛发育的分子遗传程序进行过深入的研究。为了解这个发展过程在其他植物中具有怎样的机理,我们针对不同的植物,包括双子叶植物,单子叶植物和淡土植物,进行了一次大规模的根毛发育基因的比较分析。结合系统学和转录组学,我们发现了在所有维管植物中保存有一个核心的根毛基因集合,这可能源自由根毛发育的维管束植物在进化过程中单向细胞生长的一个古老的过程。有趣的是,我们还发现,在这些物种中,根毛发育基因的结构和表达与其他根毛和根表达基因相比,具有优先的多样性。这些差异使得在维管束植物进化过程中特定的谱系中获得或丢失的基因和基因功能的集合得以定义。特别是,我们发现根毛结构的基因的结构和表达有很大的差异,这表明拟南芥的转录调控机制不被其他物种所共享。据我们所知,这项研究提供了横跨多个物种的单个植物细胞的第一个全面的基因表达观。

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  • 《植物所在植物侧生器官发育和多样化机制研究中获进展》

    • 来源专题:生物育种
    • 编译者:姜丽华
    • 发布时间:2023-04-28
    • 植物的侧生器官如叶片、萼片和花瓣等,按基本结构可分为双面、单面和盾状三种类型。盾状器官如食虫植物的捕虫叶和毛茛科植物具蜜腺的花瓣在自然界普遍存在,吸引了达尔文等很多科学家的关注。已有研究表明,背腹极性基因的表达重排是一些食虫植物中盾状叶或小叶形成的关键。然而,其他盾状器官形成、起源和多样化的机制,尚不清楚。毛茛科(Ranunculaceae)植物花瓣的多样性极为丰富,是探究植物侧生器官发育和进化的理想体系。   中国科学院植物研究所孔宏智研究组以毛茛科植物的花瓣为研究材料,综合利用三维成像、基因表达、功能验证及计算机模拟技术,系统探究了盾状结构形成和多样化的机制。研究发现,与盾状叶相似,盾状花瓣的形成也是由背腹性基因表达范围的转变引起,不同类型盾状结构的形成则是由背腹性程序表达转变的程度和器官不同区域生长速率的差异所致。该研究通过引入描述器官原基上背腹性程序作用范围的3个参数和器官不同部位生长速率的6个参数,提出了简单且具有普适性的计算机模拟系统。基于该系统,自然界中发现的大多数植物侧生器官均能被模拟出来。该研究揭示了盾状结构形成和多样化的机制,并进一步强调了计算机模拟在生物学研究中的重要性。   4月21日,相关研究成果在线发表在《科学进展》(Science Advances)上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院和博士后创新人才支持计划的支持。英国约翰英纳斯中心和英国剑桥大学的科研人眼参与部分研究工作。
  • 《樟科植物系统发育基因组学研究获进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-06-24
    • 樟科山胡椒属树种经济用途广泛。山胡椒属多数种类的种子富含脂肪,可供制皂及工业油用,如油料植物山胡椒(Lindera glauca);不少种类富含芳香油,可制香料及药用,如中草药三桠乌药(Lindera obtusiloba);一些种类的木材有香气,可供家具及文体用品等用,如缅甸著名木材黄金樟的树种山香果(Lindera metcalfiana)。然而,目前对于山胡椒属的物种界定是否合适尚存争议,尤其是山胡椒属、木姜子属和月桂属等的系统关系还不明确。中国科学院西双版纳热带植物园博士研究生赵美丽及其合作者在副研究员宋钰和研究员徐增富的指导下,利用32种樟科植物的叶绿体基因组探讨了山胡椒属植物与其它10属植物的系统关系。 新测序的山胡椒属植物叶绿体基因组大小为152211 bp至152968 bp,与潺槁木姜子(Litsea glutinosa152618 bp)及月桂(Laurus nobilis 152750 bp)的叶绿体基因组大小相近。利用叶绿体基因组全序列构建的系统进化树表明:山胡椒属的黑壳楠(Lindera megaphylla)和潺槁木姜子及月桂形成一组,与香叶树(Lindera communis)、山胡椒和绒毛山胡椒(Lindera nacusua )形成第一分支;其余五种山胡椒属的北美山胡椒(Lindera benzoin )、团香果(Lindera latifolia)、山香果、三桠乌药和海南山胡椒(Lindera robusta)形成第二分支;两个分支构成的属群与由樟属、檫木属和甘蜜树属组成的属群相邻近;增加已公布条形码数据的山胡椒属植物后,第二分支可进一步再分为三组。上述结果确认了山胡椒属为复系类群,提示山胡椒属所处的属群需要分类修订。 该成果以Comparative chloroplast genomics and phylogenetics of nine Lindera species (Lauraceae) 为题发表于国际期刊《科学报告》(Scientific Reports)。该研究得到了国家自然科学基金委(31600531)、中国科学院“西部之光”(Y7XB061B01)和中国科学院东南亚生物多样性研究中心(Y4ZK111B01)等项目的资助。