En mossa Physcomitrella patens där sex MADS-box-gener är störda (höger) bildar ett mer långsträckt skott än vad den normala mossa gör (vänster). Detta resulterar i förbud mot vattenupptag från basen till toppen. Kredit:Koshimizu &Hasebe
Blommande växter har utvecklats från växter utan blommor. Det är känt att funktionen hos flera gener, kallas MADS-box-gener, skapar former som är speciella för blommor som ståndare, pistiller och kronblad. Växter som inte ger blommor, som mossor, ormbunkar och gröna alger, är också kända för att ha MADS-box-generna. Dock, man har inte förstått hur MADS-box-generna fungerar i växter utan blommor förrän nu. För att förstå mekanismen för blommans utveckling, det är nödvändigt att förstå hur MADS-box-generna fungerar i växter utan blommor.
En forskargrupp ledd av professor Mitsuyasu Hasebe från National Institute for Basic Biology avslöjade att MADS-box-generna kontrollerar spermiers motilitet och celldelning och förlängning av gametoforernas stam, med hjälp av mossan Physcomitrella patens. Doktorand Shizuka Koshimizu från forskargruppen sa, "Det finns sex MADS-box-gener i Physcomitrella patens, och vi analyserade deras funktioner med hjälp av mossa där vi bröt de sex generna. I mossa som förlorade funktionen hos alla MADS-box-gener, spermieflagellerna rörde sig knappt. Dessutom, i stammen, ökningen av längden förhindrade vattentillförsel till spetsen, där spermier simmar för befruktning. MADS-box-generna är avgörande för befruktning på två sätt:tillhandahåller tillräckligt med vatten för spermier att simma och producerar rörliga flageller."
Professor Hasebe sa, "Både gametoforen och spermieflagellerna har gått förlorade i evolutionsprocessen då de blommande växterna anpassat sig till den torra miljön på land. Utifrån detta, det är troligt att MADS-box-generna som arbetade i gametoforen och spermieflaggorna blev onödiga, och att blomman kan ha utvecklats genom att återanvända dem för andra funktioner. Det är intressant att genetiska regulatoriska utvecklingsnätverk är olika mellan olika linjer i växter, även om de är relativt konserverade hos djur"
Dessa forskningsresultat publicerades i Natur Växter den 3 januari.