蔬菜花卉所阐明了兜兰花器官决定的分子机制

      近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所花卉种苗课题组在SEP类基因参与兜兰花发育研究中取得重要进展。相关内容以“ Characterization of Three SEPALLATA-Like MADS-Box Genes Associated With Floral Development in Paphiopedilum henryanum (Orchidaceae)”为题发表于《植物科学前沿》杂志。

      兜兰（兰科）俗称“拖鞋兰”，花型奇特，具有很大的观赏价值，是世界上最受欢迎的兰花之一。兜兰花的花被由两片花瓣状萼片（其中下萼片为两个萼片合生）、两片侧花瓣和一片高度特化的唇瓣组成，雄蕊和雌蕊合生为和蕊柱。这种高度特化的花器官特点可以作为研究单子叶植物花发育的模型。

      本研究以亨利兜兰为研究对象，在亨利兜兰中发现了三个SEP类MADS-box基因，即PhSEP1、PhSEP2和PhSEP3。这些基因为732–916 bp，具有保守的SEPI和SEPⅡ基序。首先，对其进行系统发育分析，表明PhSEP基因在进化上更接近于双子叶植物的SEP3分支，而没有一个属于双子叶植物的SEP1/2/4分支。其次，实时定量PCR结果表明PhSEP基因在花芽的所有发育阶段的所有花器官中都有表达，但表达模式存在一定的差异。此外，亚细胞定位实验揭示了PhSEP三个基因表达的蛋白均定位于细胞核，酵母双杂交分析显示PhSEP没有自激活活性。蛋白质-蛋白质相互作用预测分析表明PhSEP可能与B类DEFICIENS蛋白和E类MADS-box蛋白具有相互作用。

      这些研究揭示了SEP类基因参与的兜兰花器官调控，这将提高我们对SEP类MADS-box基因家族功能的理解，并为后续深入研究花器官基因分子调控机制奠定基础，为兰花分子育种提供科学依据。

      本研究以中国农业科学院蔬菜花卉研究所为第一完成单位和通讯单位。中国农业科学院蔬菜花卉研究所硕士生程浩和中国农业科学院都市农业研究所谢秀兰博士为共同第一作者，葛红研究员和贾瑞冬副研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国农业科学院创新工程等项目资助。

原文链接 https://doi.org/10.3389/fpls.2022.916081

（宣传信息员：寇亚平）