Порушення гена ідентичності пелюстки APETALA3-3 сильно корелює з втратою пелюсток всередині
- Знайдіть цього автора на Google Scholar
- Знайдіть цього автора на PubMed
- Шукайте цього автора на цьому сайті
- Для листування: hzkong @ ibcas.ac.cnrenyi @ snnu.edu.cn
Відредаговано Масатоші Неї, Університет штату Пенсільванія, Університетський парк, Пенсильванія, та затверджено 11 лютого 2013 року (отримано на огляд 12 листопада 2012 року)
Анотація
Співвідношення між втратою пелюсток та експресією AP3-3 у посівів Ranunculaceae. Заповнені та відкриті кола на філогенетичному дереві свідчать про наявність та відсутність пелюсток відповідно. Ймовірність наявності пелюсток у таксонах предків вказана для кожного внутрішнього вузла (на рис. S1 наведено деталі). Символи + та - позначають, чи можна ізолювати паралоги AP3, чи ні, використовуючи звичайну методику RT-PCR, відповідно.
Результати
AP3-3 Ортологи зазвичай не виражаються в Apetalous Taxa.
AP3-3 Ортологи сильно і конкретно виражаються в пелюстках.
Щоб зрозуміти роль ортологів AP3-3 у розвитку квітів, ми детально дослідили їх схеми вираження. Наш кількісний аналіз RT-PCR в реальному часі (qRT-PCR) показав, що у п'яти з шести пелюстних таксонів (лептопірум, суліє, ізопірум, ранункулюс і дикий тип нігел, але не пелюстозний клематис) AP3-3 всі ортологи специфічно виражені у пелюстках, а рівні експресії завжди надзвичайно високі, принаймні порівняно з AP3-1 та AP3-2 (рис. 2 та 3). Аналіз гібридизації in situ надалі виявив, що гени Nigella, Leptopyrum та Souliea AP3-3 спочатку експресуються в зародках пелюсток та пелюстках, що розвиваються, а потім обмежуються внутрішніми частинами майже зрілих пелюсток, звідки будуть утворюватися нектарні тканини (рис. . 2 і див. Рис. S3 та S4). Отже, у пелюсткових видів (за винятком клематисів) AP3-3 може функціонувати для визначення ідентичності пелюсток на ранніх стадіях розвитку квітки та контролю за утворенням нектарів на пізніх стадіях. Однак у пелюсткових клематисах роль AP3-3 досі незрозуміла, оскільки рівень його експресії дуже низький навіть у пелюсток (рис. 3). Імовірно, пелюстки в Клематисі контролюються за іншою програмою розвитку, до якої внесок AP3-3 є незначним.
Генетична основа апетитного мутанта Нігелли. (А і В) Квіткові та квіткові органи рослин дикого типу (А) та мутантів (В). (Шкала, 0,5 см.) Квіткові органи зліва направо - чашолистки, пелюстки, тичинки та плодолистки. Зверніть увагу, що пелюстки відсутні у рослин-мутантів. (C) Відносна експресія AP3-1 (сині смуги), AP3-2 (жовті смуги) та AP3-3 (червоні смуги) в тканинах рослин дикого типу (верхній) та мутантів (нижній), виміряний за допомогою qRT- ПЛР. Випробовувані тканини - це лист (le), суцвіття (inf), чашолистки (se), пелюстка (pe), тичинка (st) та плодолисток (ca). (D – L) Схема експресії AP3-3 у квітках дикого типу (D – H) та мутантних (I – L) квітів, як виявлено в результаті аналізів гібридизації in situ. (Шкала шкал, 50 мкм.) (М) Екзон-інтронні структури функціональних (NidaAP3-3; верхня) та нефункціональних (Nidaap3-3; нижня) алелей. Червоний блок у другому інтроні Nidaap3-3 вказує на передбачуваний циганський/Ty3-подібний елемент MITE. (N) Схема сегрегації двох алелів. Нефункціональний алель, який несе інсерцію кліща, косегрегує з апелетозним фенотипом.
Відносна експресія та екзон-інтронні структури ортологів AP3-3 пелюстоподібних та апетитних побічних тварин. (Зліва) Квіткові та квіткові органи відібраних видів. (Шкала шкал, 0,5 см.) (Центр) Вираження AP3-1 (сині смуги), AP3-2 (жовті смуги) та AP3-3 (червоні смуги), як виявлено за допомогою qRT-PCR. Випробовувані тканини - це лист (le), суцвіття (inf), чашолистки (se), пелюстка (pe), тичинка (st) та плодолисток (ca). (Праворуч) Екзон – інтронні структури ортологів AP3-3. Вирівняні області між ортологами показані сірими лініями. Два червоних діаманта в BecaAP3-3 і один червоний трикутник у EnraAP3-3 представляють делеції відповідно в кодуючому та регулюючому регіонах.