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斑叶草(苦苣苔科)两侧对称花形成的调控网络研究

斑叶草(苦苣苔科)两侧对称花形成的调控网络研究
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  • 批准号:31670217
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:植物进化与发育(C020303) |
  • 项目负责人:杨霞
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国科学院植物研究所
  • 资助金额:65万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: 苦苣苔科;对称;网络
  • 英文关键词:Chirita pumila;zygomorphic flowers;floral symmetry genes;regulatory network;origin and evolution

项目摘要

中文摘要

两侧对称花的起源是被子植物辐射分化过程中的一个关键创新事件。目前,人们对于花对称性调控通路的认识主要来自于模式植物金鱼草,而花对称性调控网络是如何进化进而产生不同支系的两侧对称花,人们还知之甚少。因此,选择一个更为原始的代表种开展相关研究就显得尤为重要。本项目以苦苣苔科斑叶草作为模式系统,针对花对称性基因CYCLOIDEA(CYC)、RADIALIS(RAD)以及DIVARICATA(DIV)开展一系列研究。我们首先采用实时定量PCR和原位杂交方法分析这些基因的表达模式,然后凭借过量表达、基因敲除、功能互补等转基因技术研究基因的功能,最后通过凝胶阻滞、染色质免疫沉淀以及瞬时基因表达实验探讨基因间的调控关系。通过以上研究,本项目旨在全面揭示斑叶草两侧对称花形成的调控网络。由于斑叶草比金鱼草更为原始,因此,本项目的研究结果将对深入理解唇形目两侧对称花调控网络的起源与演化具有重要意义。

英文摘要

As a key innovation in angiosperm evolution, the origin of zygomorphic (bilateral symmetric) flowers has been comprehensively addressed in the classic model system Antirrhinum majus. However, the regulatory pathway underlying floral zygomorphy is still ambiguous outside A. majus. Therefore, selecting a more ancient representative outside the model system will be particularly important to understand the origin and evolution of zygomorphic flowers. This project selects Chirita pumila (Gesneriaceae, one of the most basal groups in Lamiales) as a model to explore the regulatory network underlying zygomorphic flowers by focusing on floral symmetry genes including CYCLOIDEA (CYC), RADIALIS (RAD) and DIVARICATA (DIV). We will first conduct real-time quantitative PCR and RNA in situ hybridization to analyze the expression patterns of these genes. Then, we will survey the function of these genes in floral symmetry establishment by utilizing several kinds of transgenic methods, including over-expression under the control of the CAMV 35S constitutive promoter, gene knock-down by using the chimeric repressor silencing technology (CRES-T), as well as gain-of-function by rescuing the actinomorphic flower mutants. Furthermore, we will perform in vitro electrophoresis mobility shift assays (EMSA) and in vivo chromatin immunoprecipitation (ChIP) to detect the protein–DNA interactions, and perform transient gene expression to analyze the function of related cis-elements in transcription activation or repression. By adopting the above-mentioned methods, this project aims to comprehensively investigate the function and regulatory network of floral symmetry genes in C. pumila. Finally, through comparative analysis between C. pumila and A. majus, we will probe into the origin and evolution of the regulatory network controlling zygomorphic flowers in Lamiales.

评估说明

    国家自然科学基金项目“斑叶草(苦苣苔科)两侧对称花形成的调控网络研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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