版納植物園揭示小桐子花性別決定過程中關鍵基因和調控途徑

花性別決定機制是被子植物繁殖系統演化研究的關鍵問題，也是農業生產中影響植物產量的主要因素。中國科學院西雙版納熱帶植物園能源植物分子育種研究組的科研人員陳茂盛及其合作者在研究員徐增富的指導下，通過對雌雄同株異花（monoecious，小桐子正常植株）和純雌株（gynoecious，小桐子突變體，雄花退化，雌花正常）兩種基因型小桐子的不同發育過程中的花序轉錄組進行比較分析，初步確定KNOTTED1-LIKE HOMEOBOX GENE 6 (KNAT6), MYC2, SHI-RELATED SEQUENCE 5 (SRS5), SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP), TERMINAL FLOWER 1 (TFL1), and TASSELSEED2 (TS2)等6個基因在小桐子的性別分化過程中可能起重要作用。結果顯示，參與脫落酸、生長素、赤霉素和茉莉酸合成的關鍵酶基因受下調錶達，細胞分裂素合成的關鍵酶基因受上調錶達，表明這些植物激素可能同時參與了小桐子的花性別決定過程。此外，赤霉素處理純雌株花序芽能夠促進其花被生長，同時會抑制雌蕊的發育；但不能恢復純雌株花序中雄蕊的發育。研究結果表明，雌雄同株異花小桐子中的某些基因突變可能引起雄蕊發育停滯，導致雄花發育失敗，形成純雌株類型小桐子。一些調控小桐子花發育的基因，以及植物激素參與了這個轉變過程。

上述研究結果以Comparative transcriptome analysis between gynoecious and monoecious plants identifies regulatory networks controlling sex determination in Jatropha curcas為題，發表於《植物科學前沿》（Frontiers in Plant Science）。

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小桐子雌雄同株異花和純雌株類型植株的雌雄花發育過程比較