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農林要聞

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我校教師參與完成的科研成果在《Science》在線發表
【发布日期: 2019-12-24】 【来源: 】 【作者:】 【编辑:周彦兵】 【点击量:

日前,我校农学院崔敏龙教授、朴春兰老师与英国John Innes Centre的Enrico Coen教授研究团队在水生食肉植物丝叶狸藻(Utricularia gibba)捕虫囊的发育和进化方面取得一系列重要成果,在国际顶尖期刊《Science》上在线(online)发表题为《Evolution of carnivorous traps from planar leaves through simple shifts in gene expression》(食肉植物的叶片通过基因表达的简单迁移来实现从平面到捕食陷阱的进化)的研究论文。

该研究由英国John Innes Centre、中科院植物所、浙江农林大学等多家单位共同合作完成。其中,我校崔敏龙教授、朴春兰老师参与完成遗传转化和基因功能分析等研究工作。

植物的葉片具有多種形態,從常見的平面、針狀結構到精致的杯狀陷阱(即捕蟲囊)等,但是對于葉片杯狀陷阱的形成機制仍不清楚。該研究表明,在狸藻葉片的陷阱中,葉片上表面(近軸端)被限制在葉原基的一個很小的區域中,從而構成了陷阱的內表層,這對于陷阱的形成至關重要。在葉片發育早期改變葉片上表面發育相關特定基因的表達,會阻礙葉片杯狀陷阱的形成,並産生輻射化的葉子。葉片上表面和下表面(遠軸端)的基因表達網絡形成了能夠控制葉片定向生長的極性場。在此研究基礎上,作者建立了一個葉片發育的計算模型,能夠解釋平面和非平面葉片的形成機制。結合正交近端極性場,該模型能産生不同的葉片結構,同時,也解釋了杯狀葉片在基因調控下的多種進化方向。

該模型顯示,兩個或兩個以上極性場決定了葉片不同區域定向生長的速率,從而導致了葉片發育的多樣性,也解釋杯狀陷阱是如何獨立于具有平面葉的物種而進行多次進化的。該研究在葉片發育和進化方面取得新的突破,也爲植物發育模型的研究提供了借鑒。

絲葉狸藻的捕蟲囊(Trap)

(农业与食品科学学院 陈雯)

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