专 栏

首 页

专 栏

孔凡江教授在Trends in Plant Science 发表观点综述谷类和豆类作物复合型花序的调控

来源:     编辑:    编辑:chen    发布时间:2021-12-30 14:22    点击数: Views

分子遗传与创新中心孔凡江教授与华南农业大学的钟晋顺教授近期在Trends in Plant Science合作系统地总结了禾本科和豆科复合型花序结构遗传调控的分子机制,提出了有花植物进化中复合型花序结构调控可能存在的一般规律。

花序结构(inflorescence architecture)直接影响作物的产量(productivity)和植物的适应度(fitness),同时也是研究植物发育和进化研究的理想模型。在很多有花植物中,如拟南芥,花序的基本组成单元是单朵花,这种简单花序可以理解为一朵朵花不断地重复而构成。与之不同,谷类和豆类作物类群植物的花序结构为复合型,即花序的基本单元不是单朵花,而是特化的小花序(如:禾本科小穗spikelets;和豆科次级花序单元secondary inflorescences)。禾本科和豆科植物具有重要的农业和生态价值。因此,如何理解复合型花序的建成对于生物发育和进化研究具有重要的意义,同时也将为谷类和豆类作物的生产应用提供有效的引导意见。

原文Fig. 1. 谷类和豆类作物形成复合型的花序。

他们认为特化的花序类结构(specialized inflorescence-like structure)不能简单地说明成分枝的形成,其本身可以作为复杂花序中的基本重复单元即这种特化的花序类结构其实可以理解为复合型的基本单元,其自我重复与简单花序由单朵花的自我复制组成类似。同理,这种特化的花序类结构也可以簇生,形成更高阶的基本重复单元,比如在玉米及其亲缘类群中的小穗对(spikelet pairs)。因此,花序类基本单元可以不断自我重复,或者进一步簇生形成更高阶的重复单元,进而促成花序的复杂性和导致复合型花序的发生。

原文Fig. 2. 复合型花序顶端分生组织的调控

为了支撑这个假说,他们进一步提出三方面的证据:1. 确定性(determinate)复合型花序顶端形成一个特化花序(即禾本科小穗和豆科次级花序结构)(Fig. 1);2. 与单朵花遗传调控类似,花序类结构受一系列身份基因(identity gene)的调控,并且在禾本科和豆科中,具有高度的保守性特别是TFL1-AP1/FUL/AGL79-AP2模块具有高度保守的功能(虽然具有类群特异性,比如利用类群特异的旁系基因paralogs)(Fig. 2);3. 特化的小花序本身也具有一定的变异性,而这种变异的调控与花序分枝调控不同,具有不同的机理。同时类群间的花序基本模块的调控机制也不尽相同,具有极大的类群特异性 Fig. 4)。

原文Fig. 4. 复合型基本单元的确定性调控

同时,该综述还展望了禾本科和豆科花序结构未来的研究方向和待解决的关键问题。我校孔凡江教授和华南农大钟晋顺教授为论文的通讯编辑,该研究得到德国洪堡基金和国家自然科学基金的资助。

全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138521003459?dgcid=author


上一条:教育学院谢爱磊副教授在Poetics发表最新研究成果 下一条:入选世界级重大发现!来自广州!

邮编:510006        邮箱:webmaster@gzhu.edu.cn

通讯地址:广州市大学城外环西路230号


移动网站

  • 官方微博

  • 官方微信

澳门威尼期81818-澳门威尼斯注册送58版权所有     COPYRIGHT?1999-2021      粤ICP备 05008855号