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开花转变是植物生长发育进程中极为重要并受到严格调控的过程。拟南芥(Arabidopsisthaliana)Atlhp1/Attfl2突变体表现为提早开花,顶端花。到目前为止,除了拟南芥外,我们对植物LHP1基因的表达模式、功能及其进化知之甚少。本研究利用原位杂交实验技术揭示了禾本科植物中几种有重要经济价值的作物的LHP1表达模式;选择在植物进化系统中具有重要地位的植物,进行序列比对与系统进化研究,揭示LHP1的趋异性与保守性。
研究发现,随着进化距离的加大,水稻(Oryzasativajaponica)LHP1的表达模式已经不同于玉米(ZeamaysL.)、甘蔗(SaccharumoffucinarumL.)及拟南芥LHP1同源基因的表达模式,它们主要在细胞分裂与组织分化活跃的细胞或组织中表达,它们对维持细胞与组织结构特异性依然重要;水稻可能通过叶片感受环境变化,从而开启开花转变机制,调节LHP1的转录水平;在OsLHP1完成翻译与翻译后修饰后转运至生命活动旺盛的组织参与发育调控过程。
植物LHP1比预期的表现更为保守,大多数植物具有更保守的CSD(conservedCSDregion,CCR)与保守的NLS3(conservedNLS3region,CNR);不等交换造成了植物LHP1N-末端以及hingeregion(HR)区域长度的变化,不等交换在植物LHP1进化过程中发挥了重要作用;在从苔藓植物进化到被子植物过程中,LHP1的HR区域逐渐变短,这暗示了LHP1存在一种特别的功能进化机制。同时,通过序列比对,发现了大量插入、缺失的存在,我们针对大豆(GlycinemaxL.)LHP1的进化过程提出了“插入/缺失”机理。