Perturbarea genei de identitate a petalelor APETALA3-3 este puternic corelată cu pierderea petalelor din interior
- Găsiți acest autor pe Google Scholar
- Găsiți acest autor pe PubMed
- Căutați acest autor pe acest site
- Pentru corespondență: hzkong @ ibcas.ac.cnrenyi @ snnu.edu.cn
Editat de Masatoshi Nei, Pennsylvania State University, University Park, PA și aprobat la 11 februarie 2013 (primit pentru revizuire 12 noiembrie 2012)
Abstract
Corelația dintre pierderea petalelor și expresia AP3-3 peste Ranunculaceae. Cercurile umplute și deschise pe arborele filogenetic indică prezența și respectiv absența petalelor. Probabilitatea de a avea petale în taxoni ancestrali este indicată pentru fiecare nod interior (Fig. S1 oferă detalii). Simbolurile + și - indică dacă paralogii AP3 pot sau nu pot fi izolați folosind tehnica convențională RT-PCR, respectiv.
Rezultate
AP3-3 Ortologii nu sunt în general exprimați în Apetalous Taxa.
AP3-3 Orthologs sunt exprimate în mod înalt și specific în petale.
Pentru a înțelege rolurile ortologilor AP3-3 în dezvoltarea florilor, am investigat detaliu tiparele lor de expresie. Analizele noastre cantitative în timp real RT-PCR (qRT-PCR) au indicat că în cinci dintre cei șase taxoni petali (Leptopyrum, Souliea, Isopyrum, Ranunculus și Nigella de tip sălbatic, dar nu și Clematis petal), AP3-3 ortologii sunt toți exprimați în mod specific în petale, iar nivelurile de expresie sunt întotdeauna extrem de ridicate, cel puțin în comparație cu AP3-1 și AP3-2 (Fig. 2 și 3). Analizele de hibridizare in situ au arătat în continuare că genele Nigella, Leptopyrum și Souliea AP3-3 sunt exprimate inițial în primordii petale și petale în curs de dezvoltare și apoi restrânse la părțile interioare ale petalelor aproape mature, de unde se vor forma țesuturile nectare (Fig. .2 și vezi figurile. S3 și S4). Prin urmare, la speciile petale (cu excepția Clematis), AP3-3 poate funcționa pentru a specifica identitatea petalelor în stadiile incipiente ale dezvoltării florilor și pentru a controla formarea nectarului în stadii târzii. Cu toate acestea, în Clematis petal, rolul AP3-3 este încă neclar, deoarece nivelul său de expresie este foarte scăzut, chiar și în petale (Fig. 3). Probabil, petalele din Clematis sunt controlate de un program de dezvoltare diferit, la care contribuția AP3-3 este neglijabilă.
Baza genetică a mutantului apetal al Nigellei. (A și B) Organele florale și florale ale plantelor de tip sălbatic (A) și mutante (B). (Barele de scară, 0,5 cm.) Organele florale de la stânga la dreapta sunt sepale, petale, stamine și carpeluri. Rețineți că petalele sunt absente în plantele mutante. (C) Expresia relativă a AP3-1 (bare albastre), AP3-2 (bare galbene) și AP3-3 (bare roșii) în țesuturile din plantele sălbatice (superioare) și mutante (inferioare) măsurate folosind qRT- PCR. Țesuturile testate sunt frunze (le), inflorescențe (inf), sepale (se), petale (pe), stame (st) și carpel (ca). (D - L) Model de expresie a AP3-3 în florile de tip sălbatic (D - H) și mutante (I - L), după cum a fost relevat de analizele de hibridizare in situ. (Barele la scară, 50 μm.) (M) Exon - structuri intronice ale alelelor funcționale (NidaAP3-3; Superioare) și nefuncționale (Nidaap3-3; Inferioare). Blocul roșu din al doilea intron al Nidaap3-3 indică elementul MITE tip Gypsy/Ty3. (N) Model de segregare a celor două alele. Alela nefuncțională, care poartă inserția MITE, cosegregează cu fenotipul apetal.
Expresia relativă și structurile exon - intron ale ortologilor AP3-3 din specii ranunculacee petale și apetale. (Stânga) Flori și organe florale ale speciei eșantionate. (Barele la scară, 0,5 cm.) (Centru) Expresia AP3-1 (bare albastre), AP3-2 (bare galbene) și AP3-3 (bare roșii), așa cum este dezvăluit de qRT-PCR. Țesuturile testate sunt frunze (le), inflorescențe (inf), sepale (se), petale (pe), stame (st) și carpel (ca). (Dreapta) Exon - structuri intronice ale ortologilor AP3-3. Regiunile aliniate între ortologi sunt afișate cu linii gri. Două diamante roșii în BecaAP3-3 și un triunghi roșu în EnraAP3-3 reprezintă ștergerile din regiunile de codificare și respectiv de reglare.