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本文以豆科模式植物百脉根为系统,从突变体着手探讨百脉根复叶发育分子机制。复叶不是单叶的简单相加,可以预期复叶发育中存在一些有别与单叶发育的分子机制。从大规模EMS诱变的突变体库中筛选到一些影响复叶发育不同阶段的单基因隐性突变体,包括影响原基招募的突变体、影响小叶边界维持的突变体以及影响小叶三维极性的突变体。这些突变体相互之间还存在不同程度的互作。通过比较野生型和突变体的复叶发育,确定了百脉根复叶发育过程中小叶向基式的招募方式以及突变体复叶发育变化的时期。RNA原位杂交的结果提示LjFL(和LjFIM参与了百脉根复叶的发育。植物生理学分析还表明这些突变体的内源植物激素含量多发生改变,提示百脉根复叶发育可能也涉及植物激素的信号转导。通过国际合作,已经完成这些突变体的初定位,其中4个突变体已经完成了基因克隆。基于上述研究结果,总结了百脉根复叶发育的简单模型,并初步明确了这些基因在复叶发育中的作用。
百脉根是两侧对称花,LjCYC2控制了花背腹极性的建立和背部花瓣属性的决定。为了寻找LjCYC2的下游作用因子和研究控制花背腹极性的遗传控制网络,详细分析了影响花瓣发育的突变体。根据一些可追踪的形态学标记,包括维管束的发育模式和表皮细胞的形态等,花瓣发育后期的精细化过程可以划分为8个不同的时期。根据表皮细胞形态的差异,花瓣表面可以被划分为一些不同的亚区域,每个亚区域由其特有的细胞组成。在突变体库中鉴定了2个新的与背腹轴发育有关的遗传因子:SYP5控制了花瓣非对称面的发育,KEL1则参与了腹部花瓣原基的划分。