的B和C类的基因剂量不平衡导致涉及到F花瓣状-雄蕊gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合变异gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

自从建立ABC模型以来，我们对花卉开发和演变的理解取得了巨大进步。然而，在ABC模型的组件交互中定义器官身份的确切背景仍然是一个挑战。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

通过杂交，我们检测到一种归属性突变体gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba（Gesneriaceae）在第三轮中的“Petaloid-Stamen”唯一展示，其中第三螺纹具有花瓣同一性。比较实时PCR分析表明两种B类基因gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba在C类基因的转录物中过度表达gydF4y2BapgydF4y2Ba与野生型FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂种。进一步的等位基因特异性表达（ASE）分析表明gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba可能负责百级基因的上调和百级基因在百叶草瓣突变体中的C级基因的下调。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

我们的研究结果表明，Petaloid-雄蕊由于可能引发的B-和C级产品之间的明显剂量不平衡而导致gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba-监管变化。此外，花器官同一性的遗传途径可能与花对称性的遗传途径平行。杂种的极端变异进一步表明，种间杂交可能是植物进化创新和多样化的主要因素。gydF4y2Ba

鲜花是随着Angiosperm的关键创新，由于他们的进化成功，是人类的重点，因为他们的进化成功，独特的美丽外观和商业价值。大约二十年前，基于造意突变体提出了称为ABC模型的规范花卉开发模型，该突变体是指在特定的螺纹中从一个到另一个到另一个的器官身份转换gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba和gydF4y2Ba金鱼草majusgydF4y2Ba［gydF4y2Ba1gydF4y2Ba］.在同源性突变体的基础上，逐步克隆出与A、B、C三种突变表型对应的器官识别基因gydF4y2BaA. Thaliana.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba［gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]. 在ABC模型中，A类基因单独决定第一轮的萼片同一性；A-与B类基因一起指定第二轮花瓣的同一性；B-结合C类基因定义第三轮雄蕊；C类基因本身控制着心皮的发育，与A类基因相互拮抗[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]. 随后，新克隆的基因分别被分类为D类（专门控制胚珠发育）和E类（与其他类一起有助于花器官识别），被添加到ABC模型中，从而产生ABCDE模型[gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba］.同时，基于不同类基因之间的相互作用提出了四重奏模型[gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba]. 然而，在不同物种中A类突变体的通用基因表达和表型分析方面的进展使得A在控制花瓣特性方面的功能变得模糊。与花发育中保守的B和C功能相比，定义A类基因作为A功能的困难促进了（A）BC模型的出现[gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba］.gydF4y2Ba

虽然我们对花卉发展的理解取得了巨大进步，但由于巨大的高度多样化，仍然有许多问题来自这些主题。有时，不同的遗传途径可能会使类似的花卉表型置于类似的开发计划，而类似的发展计划可能会产生不同的花卉形式。例如，第一螺纹的叶片，即Tepal，与B类转录物的扩展有关gydF4y2Ba百合属植物gydF4y2Ba［gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba，而是第一个轮生的花瓣gydF4y2Ba耧斗菜gydF4y2Ba与b类基因完全无关[gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba］.第三轮花的花瓣或花瓣-雄蕊比第一轮花的情况更复杂，因为它可能与B-和c -类基因的活性有关。事实上，对花卉变异的最早描述是花瓣-雄蕊突变，花瓣取代了第三轮的雄蕊，也称为重瓣花，可以追溯到两千多年前的古希腊、罗马和中国[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba］.在中国，花瓣状雄蕊的牡丹，即重瓣牡丹，早在公元750年就已被发现并被选育[gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba]. 从那时起，花瓣状雄蕊花在许多群体中被广泛发现，包括gydF4y2Ba胡萝卜胡萝卜gydF4y2Ba(伞形科),gydF4y2BaGossypium.gydF4y2Ba（Malvaceae），gydF4y2Ba尼科尼亚塔哈瓦姆gydF4y2Ba（Solanaceae），gydF4y2Ba卡尔塔帕尔斯特里斯gydF4y2Ba（ranunculaceae），gydF4y2BaPlantago.gydF4y2Ba(车前草科),gydF4y2Ba芸苔属植物junceagydF4y2Ba（Brassicaceae），gydF4y2Ba佩妮gydF4y2Ba（Solanaceae），gydF4y2Bavinca minor fl。PL。gydF4y2Ba(夹竹桃科),gydF4y2Ba美人蕉籼gydF4y2Ba(美人蕉科),gydF4y2Ba百合gydF4y2Ba(百合科),gydF4y2Ba山茶gydF4y2Ba(山茶科),gydF4y2Ba杂交蔷薇gydF4y2Ba(蔷薇科),gydF4y2BaTorenia Fourmieri.gydF4y2Ba（Scrophulariaceae）[gydF4y2Ba19.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba22.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba24.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba25.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba27.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba28.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba31.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba32.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba33.gydF4y2Ba］.造型突变体gydF4y2BaA. Thaliana.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba在遗传与发育的交叉中起着重要的作用，是建立经典ABC模型的基础。然而，对被子植物花形态的多样性以及自然频繁发生的瓣雄蕊突变的研究还远远不够。对非模式生物中花瓣-雄蕊突变体的遗传和分子研究将为特定花器官类型的遗传和进化起源提供新的认识，或为当前模式系统中不存在的特殊现象提供新的机制。gydF4y2Ba

PetrocosmeagydF4y2Ba属苦苣苔科(苦苣苔科)，是核心双子叶植物菊科的一员，共有47种，染色体数一致，2n = 34。它们主要分布在中国西南部。两侧对称的花gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba主要在上唇，即两个背瓣，表现出广泛的形态变异[gydF4y2Ba34.gydF4y2Ba］.在人工杂交过程中，在同倍体FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba×gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba花卉温室。通常的FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种具有落在两个父母之间的某处的表型。有趣的是，花瓣雄蕊在第三轮中改变的花器官身份改变了其他器官身份以及其他器官身份以及背侧腹侧不对称，即Zygomorphy，在第二和第三花螺纹中没有任何明显的改变。因此，这种Petaloid-稳压器突变体呈现理想的候选者，以澄清花器官身份的分子基础和核心销售中的阿内特人物的花器官身份和对称之间的遗传关系。gydF4y2Ba

在这项研究中，我们选择了gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba以Hybrid为模型，采用多种实验方法进行研究。我们的研究结果表明，花瓣状雄蕊是由FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂种，即B类基因的上调和C类基因的下调。我们进一步发现C类等位基因从野生型分化为突变型FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合花，这可以触发两个C级和B级的基因表达的变化。我们的研究结果表明，花瓣，花蕊突变与B和C类基因产物之间的明显的剂量失衡可能通过等位基因特异的监管变化引起相关，在不影响背腹不对称。此外，我们在相关的物种杂交实验gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba建议，杂交的杂交可能产生极端的偏差，这是“有希望的怪物”是进化创新的伟大来源。我们的结果阐述了我们对B-和C级基因的相互作用的理解，花器官身份和对称基因之间的遗传关系以及杂交在植物演化中的作用。gydF4y2Ba

植物材料和交叉实验gydF4y2Ba

P. Glabristoma.gydF4y2Ba（23株）和gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba(27株单株)分别作为母本和父本，产生种间FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种gydF4y2BaP. Glabristoma.gydF4y2Ba×gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba。大约184°F.gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba开发了杂交植物，其中19株植物均匀地表现出严重的Petaloid-Stamen表型，其余165株植物产生野生型花。父母和其他相关gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba物种在中国科学院植物学院（IBCAS），中国北京，中国北京市植物园（IBCAS），提供潮湿和阴凉的微环境。光周期在北京的天然光周下控制，分别为25°C / 20°C的一天/夜温度。交叉程序如下：将新鲜的花粉收集为雄性人的新盛开的花朵，并转移到雄肿的女性花的耻辱。将剩余的花粉储存在4℃下，用来在接下来的4-5天内每天重复施用相同的柱塞约1-2次。大约两个月后，收集成熟的种子。gydF4y2Ba

收获FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种子在70％的物质中灭菌（gydF4y2BavgydF4y2Ba/v)乙醇洗3min，用无菌水洗1次，用2.5%次氯酸钠溶液浸泡3min，最后用无菌水彻底洗3次。无菌种子在MS + 3% (gydF4y2BawgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba)蔗糖和0.8% (w/v)琼脂在25°C, 12 h-light和12 h-dark循环条件下。将2-3片真叶的幼苗移栽至10cm的盆栽(丹麦pinstrup, pinstrup)，盆栽基质为蛭石、珍珠岩和pinstrup的混合物(1:1:1)，与亲本在相同条件下在温室中生长。真正的FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba上的杂合位点，随后的单核苷酸多态性杂交的后代被详述形态学特征确认（SNP）基因分型gydF4y2BaCYC-gydF4y2Ba喜欢轨迹。gydF4y2Ba

DNA提取和gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba样基因的分离gydF4y2Ba

父母及其F的总基因组DNAgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba根据制造商的说明，用DNeasy Plant Mini Kit (TIANGEN，北京，中国)从新鲜的幼叶中提取杂交植物。的gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba利用同源特异性引物从基因组DNA中扩增出类基因gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba类序列在gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：表S1）[gydF4y2Ba35.gydF4y2Ba］.PCR产物直接测序。gydF4y2Ba

RNA提取及A、B、C类基因分离gydF4y2Ba

从幼嫩花序和不同花器官中提取总rnagydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba，gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba和他们的FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba根据制造商的指示，使用SV总RNA隔离系统（Promega，Madison，Wi，USA）的杂交种。根据制造商的说明，使用Revertaid H负第一链cDNA合成试剂盒（Thermo Scientific，Rochester，NY）合成第一链CDNA。使用基因特异性引物从倒数转录PCR（RT-PCR）与幼细CODNA分离A-，B-和C类花器官身份基因（附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：表S1）。这些引物根据保守的序列设计gydF4y2BaN. Tabacum.gydF4y2Ba，gydF4y2BaA. Thaliana.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba和gydF4y2Ba佩妮矮牵牛gydF4y2Ba。首先直接测序亲本物种的每个基因的PCR产物。当某些位点出现双峰时，将PCR产物克隆到pEasy-T1简单载体(TransGen Biotech, Beijing, China)中并进行测序。本文中分离的序列可以在附加文件中找到gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

系统发育分析gydF4y2Ba

为了确认同源物，我们首先在国家生物技术信息中心（NCBI）数据库中进行BLAST，分别使用从双亲分离的A、B和C类基因序列作为查询。本研究中分离的序列分别属于MADS-box和AP2/EREBP家族，添加到单独的序列数据集中。代表A、B和C类MADS-box和AP2/EREBP家族基因主要亚家族成员的序列gydF4y2BaA. Thaliana.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba从NCBI数据库中检索。使用标准遗传码进行转化为氨基酸序列，使用标准遗传密码进行翻译，并使用Mega 6.0软件对准手动调整[gydF4y2Ba36.gydF4y2Ba］.此外，使用Mega 6.0软件进行Neighbor-joining (NJ)分析[gydF4y2Ba36.gydF4y2Ba］.使用Mega 6.0软件计算1000次重复的Bootstrap值以获取推断拓扑的统计可靠性[gydF4y2Ba36.gydF4y2Ba］.类似地，系统发育分析gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba类基因通过包括gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba- 从中​​获取TCP序列gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba使用Mega 6.0软件[gydF4y2Ba36.gydF4y2Ba］.gydF4y2Ba

本文使用的序列数据可以在GenBank数据库中找到，登录号如下:AmSQU, X63701;AtAP1 Z16421;AmDEF X52023;AtAP3 D21125;AmGLO AB516403;AtPI AF115825;充足,AB516404;AtAG NM_118013;AtAGL67 NM_001334807;AtAGL66 NM_106447; AtTOE3, NM_126118; AtTOE1, NM_001202696; AtTOE2, NM_001203647; AtSNZ, NM_179982; AtSMZ, NM_001084821; AtAIN, NM_119937; AmLIP1, AY223518; AmLIP2, AY223519; AtAP2, NM_001204009; PsiCYC1C, KT596755; PsiCYC1D, KT596756; PsiCYC2A, KT596757; PsiCYC2B, KT596758; PgCYC1C, KT596755; PgCYC1D, KT596756; PgCYC2A, KT596757; PgCYC2B, KT596758;Leucocarpus perfoliatusgydF4y2BaDEFA AY530540.1;gydF4y2BaLeucocarpus perfoliatusgydF4y2BaDEFB，AY530544.1；gydF4y2BaMimulus kelloggiigydF4y2BaDEFA AY530541.1;gydF4y2BaMimulus kelloggiigydF4y2BaDEFB AY530545.1;gydF4y2Ba马樱丹属卡马拉gydF4y2BaDEF, HQ853380.1;gydF4y2Ba马鞭草officinalisgydF4y2BaDEF, AY524009.1;gydF4y2BaLophospermum atrosanguineumgydF4y2BaDEF, JQ173625.1;gydF4y2BaStreptocarpus hybridusgydF4y2BaDEF, HQ853387.1。gydF4y2Ba

实时PCR表达分析gydF4y2Ba

用于抽样，父母和fgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交花分别从不同的个体植物中汇集。至于突变体gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂种在突变中表现出一致的性状，即第三轮的花瓣。花用于A - B - c基因表达分析,在开花期之前,被分成六个部分:萼片,花瓣,背侧花瓣,腹侧花瓣,雄蕊(似花瓣的)(第三花轮生体采样作为一个整体,由于极其微小残留背和横向退化雄蕊)与心皮,在较低的温度。值得注意的是，花的第三轮，用于gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba类基因表达分析，由于其特殊的功能，分为背器官、侧器官和腹器官gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba- 克制背体造成的基因。But, the division of the third floral whorl organs is not suitable for A-, B- and C-class genes’ expression analyses because the remarkable difference of the dorsal, lateral and ventral organs in size would severely affect the accuracy and precision of the expression level analyses among the three parts. The collected samples were immediately frozen in liquid nitrogen, and stored at − 70 °C until use. RNA extraction and cDNA synthesis were conducted as described in the ‘RNA提取及A、B、C类基因分离gydF4y2Ba' 部分。使用Sybr Premix Extaq（Takara，Dian，中国）进行实时PCR，其中应用生物系统Stepone加上实时PCR系统（AB应用生物系统，北京，中国）。使用基因特异性引物从每个样品中扩增各种基因（附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：表S2）。值得注意的是，在实时PCR中，F的每个基因的两位等位基因gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba利用在保守区域设计的一对引物进行杂交扩增。所有引物的特异性均通过PCR产物的直接测序得到证实。为了进行等位基因特异性表达(ASE)分析，我们围绕FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂种和一对引物中最有希望的3′端核苷酸在等位基因之间存在差异（附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:表S3)。用PCR产物直接测序检测每对引物的等位基因特异性扩增。所有用于Real-time PCR和ASE分析的引物的扩增效率均按3-7稀系列标准曲线确定。扩增效率在95 ~ 105%范围内进行表达分析。Real-time PCR反应条件为:95℃初始变性30s;40个循环，在95°C放大10秒，在60°C放大40秒，最终熔化曲线在95°C 30s, 60°C 30s，和95°C 30s。gydF4y2Ba肌动蛋白gydF4y2Ba在与目的基因相同的条件下扩增基因作为内控基因。使用StepOne软件v2.3收集数据并进行统计分析(AB Applied Biosystems，北京，中国)。通过Delta CT法确定相对表达量，使目的基因的表达量归一化至gydF4y2Ba肌动蛋白gydF4y2Ba同样的器官直接[gydF4y2Ba37.gydF4y2Ba］.所示数据为3个生物重复的平均值，每个重复包括3个技术重复。两亲本及野生型与突变型FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba使用LSD测试测试杂交种（gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05);当突变体与其亲本及野生型的平均值差异显著时，在相应列上方用星号标记。gydF4y2Ba

扫描电子显微镜gydF4y2Ba

成熟花固定在含50%的FAA溶液中(gydF4y2BavgydF4y2Ba/v)乙醇，5% (v/v)甲醛和10%醋酸(v/v)在4°C过夜。将花转移到70%的乙醇中，解剖到不同的器官。然后，花器官通过乙醇梯度(70、80、90、95和100%)脱水，并转移到乙酸异戊酯/乙醇梯度(1:3、1:1和3:1 v/v)。最后，将样品转移到100%乙酸异戊酯中，用CO干燥gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba临界点法和扫描电子显微镜(SEM, S-4800, FESEM)。gydF4y2Ba

父母和f的表型表征gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交后代gydF4y2Ba

父母的物种gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba和gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba在玫瑰园习惯的植物特质中类似（附加档案gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(图S1A, B)。此外，它们的花都是左右对称的，在第2轮中有两个较小的背瓣(上唇)，而在第3轮中有一个背瓣和两个侧瓣较大的唇瓣(下唇)。gydF4y2Ba1gydF4y2Baa, b).然而，上唇向上伸展，向后反射，下唇的大小约为下唇的一半gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba，但向前伸展，大小极度缩小，并特化成脊状折叠结构gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba（无花果。gydF4y2Ba1gydF4y2Baa，b）。肥沃腹侧雄蕊的长丝是直的和线性的gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba，但膝曲，中部肿胀gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba（无花果。gydF4y2Ba1gydF4y2Baa，b）。gydF4y2Ba

F.gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种与植物特征的父母非常相似（附加档案gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S1)。在花的特征中，FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种偏向gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba上唇向后反射，腹侧花丝直而线状但倾斜gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba在花冠颜色和形状的腹瓣(图。gydF4y2Ba1gydF4y2Baa, c, d)gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂种，所有雄蕊和退化雄蕊都转化为花瓣状器官，即花瓣状雄蕊，而其他花器官与野生型F相似gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合动力车(图。gydF4y2Ba1gydF4y2Bac，e，f）。严重的百叶草瓣突变体是均匀的，只有略微差异，对应于花尺寸。此外，对应于野生型F的背侧和横向中止和腹部育雄蕊的花瓣状器官gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂种的大小增加，表明突变体的花对称性在第三轮没有改变(图。gydF4y2Ba1gydF4y2Bad, f)。gydF4y2Ba

野生型和Petaloid-Stamen突变花朵不同花粉中的细胞形态gydF4y2Ba

为了进一步表征突变体F的第三花轮的器官特征gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种，我们在野生型和突变花朵中进行了所有花动器官的细胞形态分析。从野生型到突变花朵，在第一，第二和第四螺旋油器官中观察到细胞形态的差异。两种类型的萼片由野生型中的背部和腹侧表皮中的扁平细胞组成，但不在突变体中（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba同样，在两种花中，所有的花瓣都是由圆锥形细胞组成的(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2Bac，k）。Carpel以野生型和突变花朵中形成耻骨的矩形细胞形成颗粒细胞，形成柱状细胞（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Bag，h，o，p）。gydF4y2Ba

与第1轮、第2轮和第4轮花器官的细胞形态不变相比，第3轮花器官的细胞形态与野生型有明显的不同。野生型花的表皮细胞在花丝和花药腹侧呈扁平状，而在花药背侧呈网状状。gydF4y2Ba2gydF4y2Bad-f)。相反，在突变花中，花瓣-雄蕊基部和顶端的表皮都由锥形细胞组成，这与野生型花瓣细胞的特征相似，尽管在基部有一些嵌合特征(图。gydF4y2Ba2gydF4y2BaL-N）。比较细胞形态分析进一步确认从雄蕊至花瓣的身份，即花瓣状-雄蕊的转变，在突变体花的第三花轮。gydF4y2Ba

A-、B-、c -和gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba例如基因gydF4y2Ba

MADS-box和gydF4y2BaAP2.gydF4y2Ba在亲本和亲本中分别克隆到A、B和c类花器官鉴定基因gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合动力车。分别从亲本中克隆到AP1/SQU、AP2/LIP、AP3/DEF、PI/GLO和AG/PLE基因，命名为gydF4y2BaPGSqu ..gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsSQUgydF4y2Ba，gydF4y2BaPgLIPgydF4y2Ba/gydF4y2BaPslip.gydF4y2Ba，gydF4y2BaPGD​​EF1gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsDEF1gydF4y2Ba，gydF4y2BaPGD​​EF2.gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsDEF2gydF4y2Ba，gydF4y2BaPgglo.gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsGLOgydF4y2Ba和gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba/gydF4y2BaPsPLEgydF4y2Ba在gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba和gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba,分别。序列比对后的系统发育重建显示a类基因gydF4y2BaPGSqu ..gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsSQUgydF4y2Ba，B级基因gydF4y2BaPGD​​EF1gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsDEF1gydF4y2Ba，gydF4y2BaPGD​​EF2.gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2BaPgglo.gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsGLOgydF4y2Ba以及C类基因gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba/gydF4y2BaPsPLEgydF4y2Ba与属于mic - c分支MADS-box基因的各自直系基因很好地聚在一起(图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Baa、 附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S2A)。进一步的分析表明，两者gydF4y2BadefgydF4y2Ba假字放大的gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba可能来自古老复制（附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图开通)。的gydF4y2BaPgLIPgydF4y2Ba/gydF4y2BaPslip.gydF4y2Ba吉恩也很好地归类于gydF4y2BaAtAP2gydF4y2Ba和gydF4y2BaAmlip1 / 2.gydF4y2Ba在Euap2谱系内（图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Bab，附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：图S3）。gydF4y2Ba

至于gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba最近的一份报告仅表明了这一点gydF4y2BaCYC1C.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCYC1DgydF4y2Ba在背瓣中高度表达gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba（包含gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba我们集中在这里)，而两者gydF4y2BaCYC2AgydF4y2Ba和gydF4y2BaCYC2BgydF4y2Ba在所有花卉器官中显示几乎不可检测的表达信号[gydF4y2Ba35.gydF4y2Ba］.因此，我们在这里只集中讨论gydF4y2BaCYC1C.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCYC1DgydF4y2Ba他们的直系亲属被分离出来gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba,分别。序列比对发现，他们有很高的序列相似性，从对应的直系同源基因gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba和gydF4y2BaP. Sinensis.gydF4y2Ba并且井置于CYC1C和CYC1D在邻接法（NJ）树，分别（图亚枝。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaC，其他文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S4)。gydF4y2Ba

A、B、c类基因在亲本及其野生型和瓣状雄蕊突变体FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合的花gydF4y2Ba

研究父母种类中A-，B-和C类基因的表达模式gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba和gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba以及它们的野生型和花瓣状雄蕊突变体FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种，实时PCR在来自每种花器官的CDNA上进行。在gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba,两个gydF4y2BasqugydF4y2Ba和gydF4y2Ba唇gydF4y2Ba主要在萼片和心皮中表达，花瓣和雄蕊中表达量较低。在gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba,两个gydF4y2BasqugydF4y2Ba和gydF4y2Ba唇gydF4y2Ba在所有被检查的器官中均表达低水平，几乎无法检测到gydF4y2BasqugydF4y2Ba在雄蕊中的表达（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Baa, b).类似于的表达模式gydF4y2BaPGSqu ..gydF4y2Ba在gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba，gydF4y2BasqugydF4y2Ba在野生型和突变体FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合花(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba一个)。gydF4y2Ba唇gydF4y2Ba在两种FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合的花，具有大致相似的表达模式给父母（图gydF4y2Ba4gydF4y2Bab)。gydF4y2Ba

双亲中都有b类基因gydF4y2BaDEF1gydF4y2Ba，gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba都主要表达在第二和第三花轮中，尽管gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba在gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba在相对较低的表达水平（图扩大到心皮。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba一部)。更远，gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba基因在第二明显高于显示的表达水平比在第三螺纹和gydF4y2BaDEF1gydF4y2Ba基因的表达水平完全低于gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba在相应的器官中（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba一部)。所有gydF4y2BaDEF1gydF4y2Ba，gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba两种类型的F主要局限于第二轮和第三轮gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交花。gydF4y2BaDEF1gydF4y2Ba突变体与野生型F的积累水平相近gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种及其亲本（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba然而,c)。gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba突变体的表达量显著高于野生型，在第二轮的表达量介于两亲本之间。有趣的是gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba在突变体中分别比在野生型以及第三螺纹中的两个父母的花朵（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Bad, e)。gydF4y2Ba

c类基因gydF4y2BapgydF4y2Ba，其转录物特别限制在内部两个螺纹上，表达水平在第三次比父母的第四轮中较低（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Baf),意外gydF4y2BapgydF4y2Ba表达水平较低gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba比在gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba在相应的器官中（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Baf） 。在野生型和突变型FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合，gydF4y2BapgydF4y2Ba转录物也仅限于中间两个螺纹，其表达水平在第三螺纹中比在第四轮中显着降低，类似于父母中的表达水平（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Baf).有趣的是，在第三个花轮中gydF4y2BapgydF4y2Ba在野生型f中，突变体中只有一半的突变体急剧下降gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合花(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Baf)。gydF4y2Ba

如上所述，A-，B-和C类基因通常具有相似的表达模式gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba和gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba。突变体与野生型FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂种花是两个b级的表达水平升高gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba和c类表达水平下降gydF4y2BapgydF4y2Ba在第三种花卉螺纹中，即叶子雄蕊，突变花朵。另外，浊箱基因表达都没有显示出野生型和突变花朵中的背腹图案（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

比较表达分析gydF4y2BaCYC-gydF4y2Ba比如野生型和花瓣-雄蕊突变花的基因gydF4y2Ba

调查…的活动gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba-与基因类似，在野生型和突变型花中进行了比较表达分析。在野生型花中，两者gydF4y2BaCYC1C.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCYC1DgydF4y2Ba在背侧花瓣以及背侧和侧侧退化雄蕊中高度表达，而在所检查的其他器官中检测不到它们的转录信号（图。gydF4y2Ba5gydF4y2Baa，b）。这些结果与先前在苦苣苔科[报告的数据gydF4y2Ba35.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba38.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba39.gydF4y2Ba］.在突变花中，两者都是gydF4y2BaCYC1C.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCYC1DgydF4y2Ba在第2轮的背瓣和第3轮的背瓣和侧瓣雄蕊中也有特殊的表达，在第2轮和第3轮的腹部器官中都没有发现。侧瓣雄蕊表达量较野生型低，与侧瓣雄蕊大小增大有关(图2)。gydF4y2Ba1gydF4y2Bad, f和gydF4y2Ba5gydF4y2Baa，b）。因此，表达模式gydF4y2BaCYC1C.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCYC1DgydF4y2Ba从野生型到突变花保持不变，与突变花未变的左右对称表型一致。gydF4y2Ba

日月光半导体的分析gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba和gydF4y2BapgydF4y2Ba

鉴于gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba和gydF4y2BapgydF4y2Ba在野生型和突变体F之间表达不同gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba在杂交花卉中，我们进一步进行了ASE分析，以确定哪个等位基因解释了每个基因的表达分化，并得出每个亲本的差异贡献。首先，我们通过对DNA的PCR产物进行测序，确定了每个同源对的SNP位点gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba和gydF4y2BapgydF4y2Ba分别从2个亲本扩增出3个不同的重复，并通过对野生型和突变型F的基因分型进一步证实了这一点gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合动力车。通过对两个亲本的三个独立个体及其FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba结果表明，突变体FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种与野生型相同(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S5)。为gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba从野生型到突变型F，每个基因的两个等位基因在相应器官中的表达水平增加程度几乎相同gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合动力车。在第三轮，表达水平约为两轮的2倍gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba等位基因的数量是两倍多gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba等位基因突变体比野生型花，让人想起的差异表达水平的gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba，分别在野生型和突变型花之间(图。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba模拟)。即为gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba，每个基因的两个亲本等位基因对突变花中表达水平的提高贡献相同。相反，两者gydF4y2BapgydF4y2Ba等位基因gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba和gydF4y2BaPsPLEgydF4y2Ba在第3轮和第4轮中表达水平差异显著。从野生型到突变型的花gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba等位基因的表达水平显著降低至四分之一左右，而gydF4y2BaPsPLEgydF4y2Ba等位基因显示出表达水平略微降低（图。gydF4y2Ba6gydF4y2Bae，f）。显然，这是gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba等位基因，也就是父母gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba，对下降趋势有显著贡献gydF4y2BapgydF4y2Ba突变花朵中的表达水平。gydF4y2Ba

花的表型变异gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba混合动力车gydF4y2Ba

除了上述实验外，我们还在两者之间进行了一系列十字架gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba和其他相关物种gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba。在FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合动力汽车的gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba×gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：图S6A，B）。在gydF4y2Bap .神经衰弱gydF4y2Ba×gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba，野生型杂种相似gydF4y2Bap .神经衰弱gydF4y2Ba每个花瓣的形状，但相似gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba在每两片花瓣之间的夹角处(如图。gydF4y2Ba1gydF4y2Baa、 附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：图S6C，D）。我们发现三个突变花朵，在187个鲜花中展示了Petaloid-Stamen的严重表型（突变率：1.6％）（附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S6E)。在gydF4y2BaP. Ollata.gydF4y2Ba×gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba，野生型混合动力是非常相似gydF4y2BaP. Ollata.gydF4y2Ba(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba我们在224朵花中观察到两种类型的8个突变体(突变率:3.6%)，分别表现为4个背瓣+ 2个可育的腹雄蕊和背瓣化的6瓣体，雄蕊流产(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：图S6H，i）。在gydF4y2Bap . qinlingensisgydF4y2Ba×gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba杂种，野生型花是两个亲本之间的形态中间体。400朵花中，约30朵为背化四室或五室花，雄蕊败育(突变率7.5%)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：图S6L，m）。gydF4y2Ba

在gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba×gydF4y2BaP. Sinensis.gydF4y2Ba，野生型杂种通常在两个父母之间表现出中间表型（图。gydF4y2Ba1gydF4y2BaA和gydF4y2Ba7gydF4y2Baa, b).在检查的1500多朵花中观察到5种类型的约125个突变体(突变率:8.3%)。它们有(1)背向化的花瓣，雄蕊流产(图。gydF4y2Ba7gydF4y2Bac、 d）(2） 三到五片背花瓣，有两个可育的腹侧雄蕊（图。gydF4y2Ba7gydF4y2Baeg);(3)一个大的背瓣和三个腹瓣，在腹瓣和侧瓣的交界处有四个突起，其中一个背瓣和两个腹瓣可育，两个侧瓣不育。gydF4y2Ba7gydF4y2Bah);(4)四个背瓣和一个腹瓣或三个背瓣和两个腹瓣，只有一个可育的腹雄蕊(图。gydF4y2Ba7gydF4y2Bai j);(5)由数朵异常花形成的“头状”花序。gydF4y2Ba7gydF4y2Bak）。gydF4y2Ba

在gydF4y2BaP. Sinensis.gydF4y2Ba×gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba中，野生型的混合动力车几乎等同于它们相互杂交（所述一个图gydF4y2Ba7gydF4y2BaB，L）。六种类型的约146种突变体被观察到超过1600朵花（突变率：9.1％）。它们展示（1）与花冠管的带状花瓣延长，静脉肥沃所有雄蕊（图。gydF4y2Ba7gydF4y2Bam，n）;（2）具有细长花冠管和全部无菌雄芯的背部化花瓣（图。gydF4y2Ba7gydF4y2BaO-Q）;（3）三个背部花瓣和两个肥沃的雄蕊（图。gydF4y2Ba7gydF4y2Bar）;（4）左侧瓣瓣尺寸减小，腹侧瓣右倾斜加两个肥沃雄蕊（图。gydF4y2Ba7gydF4y2Ba年代);(5)四个背瓣和一个腹瓣加上一个可育雄蕊(图。gydF4y2Ba7gydF4y2Bat） )(6） 在下唇和萼片之间形成额外的花瓣（图。gydF4y2Ba7gydF4y2Bau)。gydF4y2Ba

考虑A-、B-和c -类基因在野生型杂种及其亲本中的表达gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba和gydF4y2BaP丝胶gydF4y2Ba

a类基因的转录本gydF4y2BasqugydF4y2Ba在野生型gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba杂交花几乎不存在于雄蕊中，但在所有的花轮中都有杂交花，这与雄蕊的表达模式相似gydF4y2BaPGSqu ..gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsSQUgydF4y2Ba在他们的父母种类及其在Asteridae的原因中，即gydF4y2BasqugydF4y2Ba在gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba和gydF4y2BaFBP26gydF4y2Ba在gydF4y2Ba佩妮gydF4y2Ba这是萼片，花瓣，心皮和早期的发展雄蕊[表达gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba40gydF4y2Ba，gydF4y2Ba41.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba42.gydF4y2Ba］.这些类似的表达模式与功能活动一致gydF4y2BasqugydF4y2Ba例如基因。例如，的突变gydF4y2BasqugydF4y2Ba在gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba结果在花的位置芽的发育，但花器官身份正常发育[gydF4y2Ba40gydF4y2Ba］.下调gydF4y2BaFBP26gydF4y2Ba阻止营养发育向生殖发育过渡[gydF4y2Ba41.gydF4y2Ba］.gydF4y2BasqugydF4y2Ba- 如前所述，如前所述，如图所示，麦基基因可能在花卉分娩同一性和激活B-和C级基因的激活中的作用gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba43.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba44.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba45.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46.gydF4y2Ba］.相反，空间表达模式gydF4y2BasqugydF4y2Ba与蔷薇科中的直系同源体有明显不同，即。gydF4y2BaAP1.gydF4y2Ba在gydF4y2BaA. Thaliana.gydF4y2Ba和gydF4y2Bapeam4.gydF4y2Ba在豌豆中主要表现在萼片和花瓣中，在功能上负责萼片和花瓣的特性[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，gydF4y2Ba47.gydF4y2Ba］.另一个A类基因gydF4y2Ba唇gydF4y2Ba， AP2/EREBP转录因子家族成员，在野生型中表达模式相似gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba与gydF4y2BaPgLIPgydF4y2Ba/gydF4y2BaPslip.gydF4y2Ba在父母种类和gydF4y2BaAP2.gydF4y2Ba在gydF4y2BaA. Thaliana.gydF4y2Ba和gydF4y2BaLIP1/2gydF4y2Ba在gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba在所有四个花轮中都有转录，除了gydF4y2BaLIP1/2gydF4y2Ba在后期萼片中失去表达信号[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba，gydF4y2Ba48.gydF4y2Ba］.不幸的是，人们对此知之甚少gydF4y2BaAP2 /唇gydF4y2Ba- 在两种模型物种之外的基因。gydF4y2Ba

同时gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba野生型FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种和它们的亲本花，B类同源基因的转录本gydF4y2BaDEF1gydF4y2Ba/gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba和c级gydF4y2BapgydF4y2Ba分别限制在第二/第三和第三/第四螺纹中，完全符合经典ABC模型框架[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba49.gydF4y2Ba］.尽管有时在女性父母中观察到的第四轮，但B-Scass基因在Eudicots中的表达范围被保守。gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba（无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba（d）[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba50.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba51.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba52.gydF4y2Ba］.丙类基因gydF4y2BapgydF4y2Ba在父母和野生型fgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合花朵显示了类似的表达模式gydF4y2BapgydF4y2Ba在gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba，gydF4y2BaAG)gydF4y2Ba在gydF4y2BaA. Thaliana.gydF4y2Ba和gydF4y2BapMADS3gydF4y2Ba，gydF4y2BaFBP6gydF4y2Ba在gydF4y2Ba佩妮gydF4y2Ba［gydF4y2Ba53.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba54.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba55.gydF4y2Ba］.但是，表达水平gydF4y2BapgydF4y2Ba在gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba在第四轮比第三轮高，类似于gydF4y2BaFBP6gydF4y2Ba在gydF4y2Ba佩妮gydF4y2Ba［gydF4y2Ba55.gydF4y2Ba］.如上所述，我们的研究结果加强了这样一种观点，即在被子植物的主要分支中，控制萼片和花瓣身份的A功能基因可能并不保守(参见[gydF4y2Ba56.gydF4y2Ba]），和指示在花发育的一个函数的重新定义的如先前提出了一种基于证据的功能[gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba45.gydF4y2Ba］.本文的研究结果，以及此前有关基因功能和表达的报道，表明B-类和c -类基因在双子叶植物的花瓣/雄蕊和雄蕊/雌蕊身份方面分别具有保守功能。此外，与第三轮相比，c类转录本的表达水平更高，尤其是c类转录本gydF4y2BapgydF4y2Ba本文，在该中心螺纹可以在在第四螺纹确定心皮身份和花判定两个C-类基因的保守二进制作用暗示。gydF4y2Ba

解释Petaloid-Stiamen突变体gydF4y2Ba

在Petaloid-Stamen突变体中，A-，B-和C类基因全部按照野生型F的各自的花卉区域表达gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合动力车。然而，b类的表达水平gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba显著增加，c类gydF4y2BapgydF4y2Ba与野生型花的雄蕊相比，突变花的花瓣状雄蕊明显减少。这些表达变化与花瓣状雄蕊的表型密切相关，花瓣状雄蕊具有圆锥细胞型，这是野生型F的花瓣特性gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交花和其他种类的花[gydF4y2Ba57.gydF4y2Ba］.f的petaloid-stamengydF4y2Ba_1gydF4y2BaB类基因的过度表达和C类基因转录的减少可能诱导杂种突变体花的形成。在许多群体中，包括烟草、强奸、，gydF4y2Ba佩妮gydF4y2Ba在第三轮中，b类基因的转录减少或突变通常产生不育的雄蕊或心皮状结构[gydF4y2Ba58.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba59.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba60.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba61.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba62.gydF4y2Ba］.在兰花中，枝3和枝4的增加水平gydF4y2BadefgydF4y2Ba类基因导致两个内外侧花被转变为唇瓣，形成大网膜[gydF4y2Ba63.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba64.gydF4y2Ba］.相应地，它已被广泛报道从大量组，例如gydF4y2Ba佩妮gydF4y2Ba，茎芥末，托伦亚，kurume杜鹃花，玫瑰和百合，以及模型物种gydF4y2BaA. Thaliana.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba，花瓣稳压器通常会导致第三种花卉螺纹中的C级基因的下调或静音[gydF4y2Ba27.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba32.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba33.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba62.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba65.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba66.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba67.gydF4y2Ba］.gydF4y2Ba

在ABC模型中，雄蕊身份以B-和c -类基因的功能和相互作用为特征[gydF4y2Ba68.gydF4y2Ba]. 上述证据表明，B类或C类基因的上调或下调（或沉默）或两者同时发生，实际上可能会打破第三花轮中B-C相互作用的平衡。适当数量的B类和C类基因转录本，即B类和C类基因之间的剂量平衡，可能是维持雄蕊特性所必需的。系统中剂量依赖性调节因子的平衡确保每个基因影响表型的一个方面，而单个组分剂量的变化可以影响整个系统的功能[gydF4y2Ba69.gydF4y2Ba］.例如,gydF4y2BaAGL24gydF4y2BaMADS-box基因是一个剂量依赖的开花启动子。损失或减少gydF4y2BaAGL24gydF4y2Ba活动导致延迟开花，而其过度表达导致早熟的开花[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba]. 我们在此证明，B类和C类基因之间的剂量不平衡，即B类基因的上调和C类基因的下调，导致花瓣状雄蕊突变体。gydF4y2Ba

解释为什么b类基因gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba而C级基因过度表达gydF4y2BapgydF4y2Ba突变体FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交后，我们的ASE分析进一步表明，b类基因的每两个等位基因，即。gydF4y2BaPGD​​EF2.gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2BaPgglo.gydF4y2Ba/gydF4y2BaPsGLOgydF4y2Ba，证明类似的表达程度增加，而两个C类基因等位基因gydF4y2Bapgple / psple.gydF4y2Ba从野生型到花瓣状雄蕊花，其表达量有不同程度的下降。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba模拟)。突变体中b类基因每两个等位基因表达水平的增加程度相似，说明这些表达水平的变化往往是由体内的变化引起的gydF4y2Ba反式gydF4y2Ba-调控，如常见的上游转录因子或细胞质环境。但两者下降程度不同gydF4y2BapgydF4y2Ba等位基因表达水平可能归因于变化gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba- 重新制作gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba调节区，例如DNA甲基化和组蛋白修饰，甚至在推定的DNA结合位点处的核苷酸取代（图。gydF4y2Ba6gydF4y2Bae、 f）。此外,gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba等位基因的减少应该有主要的贡献gydF4y2BapgydF4y2Ba由于的表达 - 花瓣雄蕊gydF4y2BaPgPLEgydF4y2Ba等位基因在野生型f中剩余几乎不变的表达水平gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba同时过度减少花瓣状雄蕊突变体中的转录物（图。gydF4y2Ba6gydF4y2Bae).在二倍体生物中，gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba-调控突变可以定义为那些以等位基因特异性的方式改变基因表达的突变gydF4y2Ba反式gydF4y2Ba- 推翻突变以可扩散的方式影响基因表达，例如转录因子中的突变[gydF4y2Ba71.gydF4y2Ba］.一系列的研究gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba和罂粟提供了强有力的证据，表明B类和c类基因对第四轮的确定发育具有拮抗作用[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba72.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba73.gydF4y2Ba］.B-和C级基因也可能在第三种花卉螺纹中彼此拮抗gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba。的gydF4y2BapgydF4y2Ba产品可以充当上游gydF4y2Ba反式gydF4y2Ba- 压制B类的推荐因子gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba在第三轮的表达，其减少可能导致增加gydF4y2BaDEF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba如果留意gydF4y2Ba记录。B-类和c -类基因之间是否存在拮抗关系，特别是c -类PLE是否抑制了第三花轮中B-类基因的活性，这将是一个有趣的功能研究。gydF4y2Ba

我们的研究结果结合前人的研究结果表明，在第三花轮中，使雄蕊发育成瓣或心皮的B-和c -类基因失衡的机制是相当不同的。考虑到以上因素，我们试图提供一个与第三花轮器官特性变化相关的B-和c -类基因的剂量依赖性相互作用模型。该模型表明，雄蕊身份的维持是基于B级和c级活性的平衡。一旦这种平衡被打破，同源器官就会在第三轮中发育。b类产物的过量积累或c类产物的减少或两者同时发生，都会导致雄蕊向瓣状器官转变。同时，b类生成物减少或c类生成物增加可能导致雄蕊向心皮状器官转移(图2)。gydF4y2Ba8gydF4y2Ba）.然而，B-和C级基因的这些动态相互作用及其在第三种花卉螺纹的花卉开发中的作用仅基于本文的有限数据假设。在可以解决有趣的问题之前，显然需要进一步证据基因表达，遗传和功能研究。gydF4y2Ba

遗传关系gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba-like TCP基因和ABC模型的组件gydF4y2Ba

一朵正常花的最终形态通常涉及两个主要因素，即由ABC模型框架内的器官识别基因决定的器官类型，以及主要由ABC模型框架内的花对称基因控制的花结构gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba类TCP基因在二联体基因中起主要控制作用。因此，器官的遗传关系与基因身份有关gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba类基因已日益成为植物形态进化中的一个有趣问题。为了进一步解决这个问题，我们进行了比较表达分析gydF4y2BaCYC1C.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCYC1DgydF4y2Ba在野生型和Petaloid-stamen突变体F.gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交花。我们的结果表明，两者的背腹表达式模式gydF4y2BaCYC1C.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCYC1DgydF4y2Ba在Petaloid-Stamen突变体中几乎与野生型花液相同。这与突变体中的不变的花卉Zygomorphy一致。这里的发现表明了gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba类基因和ABC模型的组成部分可以独立地作用于花的形状gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba。同样，据报道，以通缉纪录gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba- 从比较表达分析的早期和后期独立地招募和B类基因被独立招募以控制ZygomorphygydF4y2BaCYCgydF4y2Ba-辐射对称性和不同对称性物种中的like和B类基因[gydF4y2Ba74.gydF4y2Ba］.转基因技术的功能性研究gydF4y2BaTorenia fournierigydF4y2BaB类基因的研究还认为，由于异位或B类功能受到抑制而导致的器官身份改变，不能引起某一螺纹对称性的改变[gydF4y2Ba75.gydF4y2Ba］.这可能是合理的遗传途径gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba在控制花zygomorphy样基因是与花器官身份通路平行。在某些情况下，维持gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba在后期样基因的活性可能依赖于B级基因产物在gydF4y2Ba答:majusgydF4y2Ba［gydF4y2Ba72.gydF4y2Ba］.进一步广泛的采样，具有功能和监管调查gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba类基因和ABC模型的组成部分将为这个有趣的问题提供新的线索。gydF4y2Ba

F的重要性gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合极端变异gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba

人们越来越认识到，杂交，特别是种间杂交，不仅是物种形成的催化剂，也是重大进化创新的催化剂[gydF4y2Ba76.gydF4y2Ba］.新环境入侵后的种间杂交通常会促进快速的适应性辐射，这种辐射会被相关物种的杂交群体维持和延长，从而进一步增加变异，形成更大分化的基础，如达尔文雀辐射[gydF4y2Ba77.gydF4y2Ba］.结果表明，FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba混合动力汽车的gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba与其他物种一起gydF4y2BaPetrocosmeagydF4y2Ba主要表现形态特征的加性或互补模式，特别是在花冠形状和结构上。然而，即使这些镶嵌和中间特征占优势的FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba有相当数量的花显示极端偏差或越界表型在FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂种。其中，有一些与自然变异或实验室突变体相同，例如典型的背侧化或腹侧化花，使人联想到由于基因异位或表达缺失而产生的花突变体gydF4y2BaCYCgydF4y2Ba基因gydF4y2BaAntirrhinunm.gydF4y2Ba［gydF4y2Ba78.gydF4y2Ba和上述第三轮花瓣状雄蕊。Rieseberg和Ellstrand对46项研究的综述[gydF4y2Ba79.gydF4y2Ba]指出，F .的比例高得惊人(10.2%)gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba单个杂种表现出极端或新颖的性状，后代杂种表现出极端性状的比例更高(30.6%)。我们的研究结果与以往的研究结果相结合，表明FgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba杂交种可以代表一个标志，即在后期发电杂种中发生极端或新的形态特征的频率非常频率，即'很少gydF4y2Ba_1gydF4y2BaS，但众多后代杂交种'被Rieeberg和Ellstrand强调[gydF4y2Ba79.gydF4y2Ba］.gydF4y2Ba

在洛尼之间的相互作用中的相互作用杂交，等位基因对每个父母内的表型产生的等位基因通常会带来超过父母物种的表型范围的过近型表型[gydF4y2Ba80gydF4y2Ba，gydF4y2Ba81.gydF4y2Ba］.此外，近缘种间和远缘群体间的杂交可能会导致杂种的突变率升高。这在适应性辐射的某些情况下是很明显的，例如夏威夷银字联盟的适应性辐射中调控基因进化的加速是从种间杂交进化而来的[gydF4y2Ba82.gydF4y2Ba］.这些增加的突变率在三种杂交中可能是由于遗传杂合子，杂种优势和DE Novo染色体重排，其可以与甲基化变化直接连接和转换元素DEREMENTION [gydF4y2Ba83.gydF4y2Ba]，甚至有全基因组的影响。Rather than the traditional view of an abnormal phenomenon without evolutionary significance, recent theoretical and empirical researches have consistently suggested and confirmed that the extreme hybrids in interspecific hybridizations, usually called ‘hopeful monsters’, represent a common biological feature, which not only have great potential to produce novel phenotypes but also might be an important mechanism firing sudden bursts of variation for rapid adaptive radiation, especially in unoccupied ecological niches or heterogeneous environments [76.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba77.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba81.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba84.gydF4y2Ba］.尽管杂交在各种作物和经济植物中经常进行，但在一组野生植物中进行一系列杂交仍然很少见。我们的研究结果为极端杂交在进化中的作用提供了新的见解，种间杂交可能为选择提供了原材料，并对提高遗传变异性和表型进化率有重要贡献。gydF4y2Ba

据我们所知，这是首次报道B-和c -类基因的剂量失衡与瓣状雄蕊突变体相关，这表明B-和c -类基因控制雄蕊特性的功能可能取决于其产物的精确剂量平衡。因此，我们提出了一个与第三花轮器官特性变化相关的B-和c -类基因的剂量依赖性相互作用模型。此外，我们的研究结果还提示了花瓣状雄蕊发育的机制是通过一个等位基因的调控修饰来影响B-和c -类基因活性的变化。控制花对称性的基因和调控花器官特性的ABC模型的组成部分可能在平行的遗传途径中起作用。另外，杂化gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BaglabristomagydF4y2Ba而近缘种为种间杂交可能产生极端偏差提供了新的证据，极端偏差是产生进化创新和触发生物多样化的重要机制。对于B类和c类基因的相互作用，阐明它们之间剂量不平衡的调控机制将是一个有趣的问题，这将有助于建立一个反映B类和c类基因活性与被子植物雄蕊轮状形态因果关系的框架。gydF4y2Ba

日月光半导体:gydF4y2Ba

Allele-specific表达式gydF4y2Ba

IBCAS：gydF4y2Ba

中国科学院植物学研究所gydF4y2Ba

MS:gydF4y2Ba

Murashige和Skoog.gydF4y2Ba

NCBI:gydF4y2Ba

国家生物技术信息中心gydF4y2Ba

NJ：gydF4y2Ba

Neighbor-joininggydF4y2Ba

RT-PCR：gydF4y2Ba

逆转录PCR.gydF4y2Ba

SNP：gydF4y2Ba

单核苷酸多态性gydF4y2Ba

我们感谢James F. Smith在本文中的语言改进。感谢系统与进化植物学国家重点实验室提供的技术平台。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

这项工作得到了中国国家自然科学基金的支持（授予编号31170198和31530003）。该资助者在研究设计，数据分析和解释以及稿件写作中没有作用，而是提供财政支持。gydF4y2Ba

数据和材料的可用性gydF4y2Ba

支持文章结果的其他数据包括在其他文件中。本研究过程中生成和分析的数据集可根据需要由通讯作者提供。gydF4y2Ba

作者笔记gydF4y2Ba

1. 刘京和李朝群对这项工作的贡献不相上下。gydF4y2Ba

隶属关系gydF4y2Ba

1. 中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室，北京象山南新村20号，100093gydF4y2Ba

   刘静，李超群，董阳，杨霞，王寅政gydF4y2Ba

2. 中国科学院大学，北京100049gydF4y2Ba

   刘静，李超群，王寅政gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

Y-ZW发起、设计和监督了这项研究，并撰写了这篇文章。JL设计并执行了这项研究，分析了数据并撰写了这篇文章。C-QL参与了混合实验、摄影、研究和数据分析。YD和XY取样并向JL提供技术援助。所有作者都阅读并批准了最终手稿。gydF4y2Ba

通讯作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba赢政王gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

伦理批准和同意参与gydF4y2Ba

本研究中使用的父母植物材料在现场收集，森林部门当局的必要权限。本研究中使用的所有种子和杂种植物是由中国科学院植物学研究所（IBCAS）的玻璃室内的作者制作的，中国北京市。gydF4y2Ba

同意出版gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

提交人声明他们没有竞争利益。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。gydF4y2Ba

开放访问gydF4y2Ba本文根据创意公约署署署的条款分发了4.0国际许可证（gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba)，允许在任何媒体中不受限制地使用、分发和复制，前提是您给予原作者和来源适当的信任，提供到知识共享许可证的链接，并说明是否进行了更改。知识共享公共领域奉献豁免(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba）除非另有说明，否则适用于本文中提供的数据。gydF4y2Ba

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