研究揭示食肉植物陷阱进化的起源
2019-11-29   阅读:361   来源:Science

英国诺里奇研究园约翰·英尼斯中心细胞与发育生物学系教授EnricoCoen研究组发现,肉食性植物陷阱的进化是通过基因表达的简单转移而从平面叶片开始的。该研究2019年11月21日发表于《科学》。

他们表明在肉食性植物丝叶狸藻中,上部叶片(近轴)区域被限制在原基的一小部分区域,从而形成了陷阱的内层。这种限制对于陷阱的形成是必要的,因为早期的异位近轴活性使叶片呈放射状且没有陷阱。

他们提出了一个模型,该模型解释了通过基因活性的正反轴域建立平面和非平面叶片的过程,该域建立了定向于生长的极性场。结合正交近极极性场,该系统可以产生多种叶片形式,并可以通过基因表达的简单转变来解释杯状叶片的多种进化起源。

据了解,这种植物的叶片可以从平面片状和针状结构变化到精致的杯状陷阱。

附:英文原文

Title:Evolutionofcarnivoroustrapsfromplanarleavesthroughsimpleshiftsingeneexpression

Author:ChristopherD.Whitewoods,BeatrizGonalves,JieCheng,MinlongCui,RichardKennaway,KarenLee,ClaireBushell,ManYu,ChunlanPiao,EnricoCoen

Issue&Volume:2019/11/21

Abstract:Leavesvaryfromplanarsheetsandneedle-likestructures,toelaboratecup-shapedtraps.HereweshowthatinthecarnivorousplantUtriculariagibba,theupperleaf(adaxial)domainisrestrictedtoasmallregionoftheprimordiumwhichgivesrisetothetrap’sinnerlayer.Thisrestrictionisnecessaryfortrapformation,asectopicadaxialactivityatearlystagesgivesradializedleavesandnotraps.Wepresentamodelthataccountsfortheformationofbothplanarandnon-planarleavesthroughadaxial-abaxialdomainsofgeneactivityestablishingapolarityfieldthatorientsgrowth.Incombinationwithanorthogonalproximodistalpolarityfield,thissystemcangeneratediverseleafforms,andcanaccountforthemultipleevolutionaryoriginsofcup-shapedleavesthroughsimpleshiftsingeneexpression.

DOI:10.1126/science.aay5433

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