猴花早期花发育过程中CYCLOIDEA基因表达的时空动态

《Current Biology》：Spatiotemporal dynamics of CYCLOIDEA expression during early floral development in monkeyflower

通过显微共聚焦成像和转基因分析，揭示了花对称性基因CYCLOIDEA在发育中的三个动态阶段：启动、维持和特化，发现auxin和BOP基因仅在维持阶段起关键作用，且早期不对称性由位置信号主导。

　　

亮点

• 对花卉对称基因 CYCLOIDEA 表达动态的共聚焦成像研究

摘要

花朵两侧对称性的建立依赖于沿背腹轴对 CYCLOIDEA（简称 CYC）基因表达的精确调控。尽管已经确定生长素（auxin）和 BLADE-ON-PETIOLE（简称 BOP）是 CYC 的调控因子，但它们影响 CYC 表达的具体时间、位置及机制仍不清楚。在本研究中，我们利用转基因技术和荧光共聚焦成像技术，在猴面花（Mimulus parishii）中观察了野生型（WT）和 bop 突变体（mpbop）植物花分生组织（FM）中 CYC（MpCYC2a 和 MpCYC2b）基因的表达时空动态。成像数据显示，CYC 表达分为三个阶段：启动、维持和定位。在启动阶段，未检测到生长素响应峰值，但 MpCYC 已在花分生组织中呈背侧分布，且 WT 和 mpbop 植物之间没有差异。启动阶段之后，在花分生组织扩张期间，生长素响应峰值变化显著：在 WT 植物中 MpCYC 表达仍局限于背侧，而在 mpbop 植物中则广泛分布。这些结果表明，花分生组织早期不对称性的形成受与生长素或 BOP 无关的位置信号调控，而生长素和 BOP 在后期花分生组织扩大过程中对调控 CYC 的背侧特异性表达起着关键作用。我们的研究展示了如何通过将先进成像技术与新兴模型系统相结合，揭示即使是已被广泛研究的发育基因的新的“隐藏”信息，并为进一步阐明花卉两侧对称性反复进化的机制奠定了基础。

图形摘要