【摘 要】
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生物多样性研究的关键问题之一是表型多样性的形成和演化机制,因为表型多样性与物种多样性密切相关,同时又承载着遗传和环境的变异信息。植物的叶具有丰富的形态多样性,而叶
【机 构】
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生物多样性与生态工程教育部重点实验室北京师范大学生命科学学院;
【基金项目】
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国家自然科学基金(31570215)
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生物多样性研究的关键问题之一是表型多样性的形成和演化机制,因为表型多样性与物种多样性密切相关,同时又承载着遗传和环境的变异信息。植物的叶具有丰富的形态多样性,而叶形多样性很大程度上体现在叶边缘形态的变异。叶边缘的形态可从全缘、锯齿状到具有不同程度(深浅)和不同式样(羽状或掌状、回数等)的裂片(在发育研究中复叶的小叶也描述为裂片)。关于叶缘齿/裂的发育调控机制,在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、碎米荠(Cardamine hirsuta)、番茄(Solanum lycopersicum)等模式植物中已有较深入的探讨。研究发现,很多转录因子、小分子RNA及植物激素对叶齿/裂或小叶的形成具有调控作用,其中生长素输出途径中的转录因子NAM/CUC、miR164以及高浓度生长素的反馈调控可能起到核心作用,而且该调控模块在真双子叶植物中较为保守;TCP类、SPL类转录因子和其他一些miRNA也在生长素输出途径中发挥作用;关于KNOX家族转录因子的作用,虽然多数研究是围绕复叶的形态建成,但也有数据显示其在叶裂发育中发挥作用。此外,对拟南芥和碎米荠等十字花科植物的研究还发现,调控基因RCO通过抑制小叶/裂片之间的细胞增殖而对小叶/叶裂的发育发挥作用。本文综述上述多角度的研究进展,并尝试概括叶边缘形态的发育调控网络,为关于叶缘形态多样性形成机制的研究提供可参考的切入点。
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