花模式建成(pattern formation)是高等植物花发育研究中最引人注目的阶段.花模式建成包括花分生组织的形成、花分生组织的区域化(或花器官原基的起始)和花器官属性的决定三个阶段.基于模式植物金鱼草和拟南芥的研究结果,发现了控制这三个阶段的分子机制.FLO/LFY基因和FIM/UFO参与了花分生组织的决定和下游花器官属性基因的转录激活.ABC模型成功地解释了几种植物花器官属性决定的过程.但从进化发育遗传学的角度,问题依然存在--生物界如此多样的花形态是如何产生的?换言之,在多数物种中这些发育机制在多大程度上是保守的,又有多少特殊的花形态来自于特殊的发育机制.与模式植物金鱼草和拟南芥相比,豆科模式植物百脉根(Lotus japonicus)的花模式建成有其特殊性:一、花器官从腹部向背部单向起始;二、器官起始顺序是萼片-心皮-花瓣-雄蕊;三、不同轮的器官起始时间相互重叠;四、相同属性基的器官(雄蕊)出现在不同轮中;五、第二轮不均一,出现不同属性的花器官;六、花瓣和雄蕊不单独起始,而是经过了短暂的花瓣-雄蕊共同源基的阶段.该研究试图从两条途径考察拟南芥和百脉根花模式复杂度差别的问题.首先通过筛选突变群体,获得了四个相似的花模式缺陷突变体(SL1203,F0795,F0833和F0951),它们都出现花分生组织增生和花瓣、雄蕊发育缺陷的表型.其次,通过RT-PCR和筛选基因文库,获得了13个花模式建成关键基因在百脉根中的直系同源基因(或片段).利用农杆菌介导的遗传转化验证其中两个基因的功能.我们发现在突变体SL1203中LjFLO基因的无义突变导致其推测的蛋白截短,而突变体F0795中LjFIM基因的无义突变导致其推测的蛋白截短,从而推测FLO和FIM直系同源基因在豆科的花模式建成和复叶发育中行使保守的功能,并且在功能上与拟南芥和金鱼草中的同源基因有差异.通过比较野生型和突变体SL1203的花发育过程和A、B、C功能的表达模式发现,在百脉根花模式进化中,可能有四种分子机制变化方式,即关键基因功能的歧化,关键基因的复制,其蛋白功能区域的获得或丢失,以及表达模式的改变.