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花是被子植物独有的观赏及生殖器官,是经典植物分类学的重要依据。毛茛科(Ranunculaceae)是被子植物的原始科之一,多个类群植株整体表现出很高的可塑性,它具有位于系统发育最低类群的很多原始特征,又表现出多个进化特征。毛茛科花发育模型目前比较公认的是ABC模型衍生的边界滑动模型和边界衰减模型。 小花草玉梅(Anemone rivularis var.flore-minore)属于毛茛科银莲花属草玉梅(Anemone rivularis)的变种,其花器官在自然条件下变异率高,且变异表型多样。本研究以野外条件下花器官发生了多样性变异的小花草玉梅为材料,根据其花器官变异部位及程度将变异植株分为5类:全白、绿白相间、五瓣、全绿和极端变异。通过分子鉴定、花器官形态观察和统计分析以及AP3-3基因分析,对其变异多样性机制进行了初步研究,取得以下结果: 1、序列比对显示正常和变异植株的ITS2和rbcL序列不存在变异位点,表明正常和变异植株为同一物种,均为小花草玉梅。基于ITS2和rbcL构建的系统进化树均能将小花草玉梅与银莲花属其他种分开,但ITS2序列构建的NJ树可靠性更高,适用于银莲花属种间物种鉴定。比较小花草玉梅和草玉梅的ITS2二级结构,两者在螺旋Ⅲ上有明显差异。 2、形态观察发现变异花形态差异很大,由外向内存在连续变异梯度,所有花器官均向绿色苞片转变。电镜观察花被片气孔,气孔或有或无,形态无明显差异。统计分析表明除正常和五瓣花的花被片数相对稳定外,其余各类型花器官数和占比均不稳定,且花被片数占比的增减与雄蕊、雌蕊的占比呈负相关,说明变异花中内层增加的花被片可能是由雄蕊和雌蕊转化而来。 3、在正常和绿白相间变异AP3-3序列基础上,扩增其余4种变异植株的AP3-3并进行序列比对,发现4种变异植株AP3-3基因长度一致,且上游调控区和编码区序列无差异位点;比对正常株和变异株AP3-3序列,发现变异株AP3-3在上游调控区有一段插入,在编码区有1个碱基缺失,这两个因素可能与小花草玉梅花器官变异有关。 综上所述,本研究初步阐明了小花草玉梅花器官多样性变异的原因,为花器官发育的分子机制研究及被子植物花发育的ABC模型的完善提供了理论依据。同时小花草玉梅作为基部真双子叶植物,对其变异机制的研究使人们更全面的认识了被子植物的系统发育与遗传演化。