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睡莲为何能这般美香港马会开奖直播

发布日期:2020-01-24 06:17   来源:未知   阅读:

  睡莲是古老的被子植物。被子植物又称开花植物,是地球上最繁盛的类群,是日常生活中接触最多的植物类群。开花植物在2亿年产生30万种并占领地球,其快速辐射吸引了许多科学家前来探究,并被达尔文认为是“恼人之谜”。

  作为早期被子植物类群,睡莲基因组和生物学特点对理解被子植物快速辐射,具有重要的意义。

  12月19日,由福建农林大学教授张亮生主持,南京农业大学、比利时根特大学和美国宾州州立大学等多家单位参与的睡莲基因组和早期开花植物进化研究在《自然》在线发表。

  目前有三种分支模式,第一种将无油樟放在被子植物最基部分支,第二种中睡莲是最基部分支,第三种无油樟和睡莲目是姐妹类群且同时属于最基部。

  尽管 2013 年美国科学家完成了无油樟基因组工作,但是并没有解决其系统位置上的分歧。因此,睡莲的基因组不仅能解决谁是现存最早的被子植物类群的问题,也为开花植物进化提供了研究资源。

  睡莲目中蓝星睡莲基因组只有400M。蓝星睡莲是热带植物,在海南3至4个月就能完成整个生活史;此外,睡莲种子多,一个果实里有几千粒种子。这些特点都让课题组认定蓝星睡莲是“十分理想的模式植物”。

  “我们获得了蓝星睡莲的高质量基因组,通过系统发育组分析显示,睡莲和无油樟属于早期被子植物类群,支持无油樟是最早的被子植物类群。”张亮生补充,根据21颗化石的标定计算,所有被子植物的起源时间可以推算到2.3亿至2.6亿年前。而单双子叶则分化于1.7亿到2亿年前。在睡莲目中,睡莲科与莼菜科在1.5亿至1.9亿年前分化,即睡莲目至少起源于1.5亿年前。

  透过显微镜,张亮生等人发现了睡莲的基因组奥秘。他告诉《中国科学报》,花的发育主要由MADS-box转录因子控制,其中花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊主要由MADS-box 转录因子中的AP1、AP3/PI、AG和SEP基因控制,这个模型简称ABCE模型。

  ABC基因在单子叶和核心双子叶中具有严格的表达模式,但他们在研究中发现,睡莲ABC基因具有广泛的表达情况。

  “这说明早期开花植物的花器官发育不是严格受ABC基因调控。”南京农林大学教师陈飞说,单子叶和核心双子叶中严格表达,可能是后期进化出来的。睡莲的ABC基因表达情况也解释了萼片和花瓣没有真正意义上的分化,与被子植物花的祖先相似。

  通过基因组分析和转录组数据比较,他们还发现,睡莲科祖先发生了一次基因组加倍事件。“这对于了解睡莲的起源、广泛分布、多样性都有很大的帮助,也借此加深了学界对多倍体的认识。”张亮生说。

  发生基因组加倍事件会带来怎样的影响?陈飞解释,相比之下,无油樟与睡莲分化之后,未经历基因组加倍,没有花香和颜色变化,而睡莲经历过基因组加倍,使其具有丰富的花色、花香而更像核心被子植物。

  在园艺界中,勿忘我、二月兰、风信子数得上名字的蓝色系花卉堪称少有。香港马会开奖直播蓝色花卉的新品种选育,更是全球园艺育种工作者孜孜以求的花卉育种目标和研究重点。

  睡莲的花色类型众多,除了常见花色类型,还有蓝色、紫色和各种嵌色系。蓝星睡莲有蓝色花瓣,是研究和鉴定蓝色花瓣中关键基因的好材料。课题组还获得了蓝星睡莲自然条件变异种白色蓝星睡莲,其花瓣是白色的。

  “我们对二者进行比较分析,发现参与花青素合成途径中有两个基因在蓝色花瓣中特异高表达,而在白色花瓣表达很低或不表达。这两个基因刚好位于花青素合成途径最后两个环节,推测这两个基因编码蛋白是催化生成蓝色花青素重要酶。”张亮生说。

  睡莲花香浓郁、沁人心脾,是香料市场的宠儿。但少有人知其包含11种不同的芳香成分,当中主要是萜类和脂肪酸。课题组鉴定了一个在花瓣中高表达的脂肪酸合成酶同源基因,在体外检测到其具有催化的活性,由此他们发现睡莲的花香成分起源与其他被子植物是不一样的,和单双子叶是平行进化的。

  “通过研究发现,睡莲的花香是独立起源的。”张亮生说,解析睡莲的花香合成途径、蓝色花瓣合成关键基因,将为园艺植物分子遗传育种提供重要的目标基因。本港台现场报码挂牌韩剧幽灵第一集26分47秒那个

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