蘭科植物為開花植物中數量最龐大的一科，數量約有25,000種，佔所有開花植物的7　%。蘭科植物具有相當獨特的花部形態，由外向內之花輪分別為萼片、花瓣、唇瓣和合蕊柱，部分蘭花之萼片和花瓣形狀極為相似，合稱為tepal。蘭花花形上最大的特色之一為具有由花瓣高度特化而成之唇辦（labellum或lip），功能上可作為花粉傳媒者登陸的平台。蘭科植物之生殖構造由雌雄蕊癒合成單一個合蕊柱（column），此特徵可作為辨識蘭科植物的重要指標。蘭花花形不同於一般輻射對稱之模式，為特殊的兩側對稱花形。蘭花高度特化的花部結構有別於阿拉芥及水稻等模式植物，可提供生物學研究高度複雜花部發育調控機制之基材。
目前已有相當多文獻指出，在被子植物中許多調控萼片、花瓣、雄蕊及雌蕊發育之MADS-box基因對花部發育的重性，本實驗室已從姬蝴蝶蘭選殖出5個B群花部發育調控基因（4個類DEF/AP3及1個類GLO/PI），其中各個DEF/AP3基因在決定蝴蝶蘭花器發育分別扮演不同角色，類GLO/PI基因則參與花部及子房/胚珠之發育。本研究針對整個蘭科植物中四個亞科：拖鞋蘭亞科（Cypripedioideae）、綬草亞科（Spiranthoideae）、蘭亞科（Orchidoideae）以及樹蘭亞科（Epidendroideae）探討花部發育調控，以十種不同蘭亞科之蘭花(拖鞋蘭亞科：芭菲爾鞋蘭；綬草亞科：金線蓮、石蠶；蘭亞科：毛唇玉鳳蘭；樹蘭亞科：石斛蘭、鶴頂蘭、白鶴蘭、白拉索蘭、羊耳蘭與文心蘭)　為材料進行蘭花花部B群MADS-box基因之選殖，總共鑑定出14個類DEF/AP3及12個類GLO/PI基因。結果顯示，類GLO/PI基因在蘭科植物中具有相當高的保留度，在各花器的表現相同，譜系分析蘭科類GLO/PI基因為良好單源群，其中綬草亞科和蘭亞科中的類GLO/PI同源基因（paralog）並沒有合成一個單源群，顯示蘭科植物早期發生類GLO/PI基因複製事件。而類DEF/AP3基因群依序列註解可分成類PeMADS2~5　（Pe2~5）四基因組，形成Pe2/Pe5與Pe3/Pe4兩組姊妹群，表示蘭科植物之類DEF/AP3基因發生兩次複製事件。類Pe2/Pe5基因群主要表現在萼片及花瓣，類Pe3/Pe4基因群大部在唇瓣和合蕊柱表現。此外，部分類DEF/AP3基因具專一性表現於萼片、花瓣以及唇瓣。利用演化譜系分析、序列相似度分析及RT-PCR所得之表現，蘭科之類DEF/AP3基因經由複製事件產生類Pe2~5四基因組，而後發生歧異演化，造成Pe2/Pe5與Pe3/Pe4兩子群基因表現上為部分重覆。綜合這些結果，蘭科花部發育調控基因可分為高度保留之類GLO/PI基因與快速演化之類DEF/AP3基因，且各物種間具有差異複雜調控模式，此特性對蘭科植物快速種化、生殖模式及授粉機制皆扮演重要角色。此結果希望能對不同亞科之蘭花花部發育調控有進一步的了解，除此之外，也期望藉由分析不同蘭亞科花部發育的基因，印證蘭花花部形態為高度發育結果。

The　B-class　MADS-box　genes　composed　of　DEFICIENS/APETALA　3　(DEF/AP3)　and　GLOBOSA/PISTILATA　(GLO/PI)　lineages　play　important　roles　in　petal　and　stamen　identities.　The　spectacular　flowers　of　Orchidaceae　have　a　highly　specialized　labellum　(or　lip)　and　gynostemium,　which　are　responsible　for　the　diverse　pollination　syndromes.　In　addition,　the　perianth　of　Orchidaceae　consists　of　two　outer　whorls　of　almost　identical　petaloid　organs,　which　are　generally　referred　as　tepals.　It　has　been　hypothesized　that　the　formation　of　the　petaloid　tepals　could　be　due　to　the　expression　of　class　B　genes　into　the　first　whorl　of　the　perianth.　Great　diversity　in　floral　morphology　of　Orchidaceae　provides　an　great　model　to　examine　the　potentially　highly　diversified　gene　regulation.　In　this　study,　12　GLO-like　and　14　DEF-like　MADS-box　genes　from　10　species　of　4　subfamilies　in　Orchidaceae,　including　Paphiopedilum　Macabre　(Cypripedioideae),　Anoectochilus　formosanus,　Ludisia　discolor　(Spiranthoideae),　Habenaria　petelotii　(Orchidoideae),　Oncidium　Gower　Ramsey,　Liparis　distans,　Dendrobium　Spring　Jewel,　Brassavola　nodosa,　and　Phaius　tankervilliae,　and　Calanthe　triplicata　(Epidendroideae)　were　identified　and　characterized.　Two　to　four　DEF/AP3-like　genes　were　identified　in　each　orchid　species.　In　contrast,　most　orchids　have　only　one　GLO/PI-like　gene　except　for　two　species　from　Goodyerinae.
At　the　molecular　phylogenetic　level,　one　pair　of　the　GLO/PI　orthologs　derived　from　A.　formosanus　and　L.　discolor　positioned　as　sister　group　to　GLO/PI　orthologs　from　other　Epidendroideae　species.　These　results　indicated　that　duplication　event　of　GLO/PI-like　gene　occurred　around　the　time　of　the　ancestor　of　the　Orchidaceae.　The　duplication　event　led　to　two　GLO/PI-lineages,　one　GLO/PI-lineage　of　which　had　been　lost　in　the　Epidendroideae　and　Cypripedioideae.　After　the　duplication　event,　single　amino　acid　deletion　independently　occurred　in　the　Goodyerinae　and　Orchidoideae.　Within　the　GLO/PI　ortholog,　MADS-box　sequence　was　highly　conserved　across　the　entire　four　subfamilies　of　Orchidaceae.　Whereas,　the　orchid　MADS-box　genes　in　the　DEF/AP3　lineage　were　less　conserved　than　that　in　the　GLO/PI　lineage.　Sequence　analyses　revealed　that　all　the　MADS-box　genes　were　highly　conserved　among　various　orchid　species　except　for　the　Cypripedioideae　and　Orchidoideae,　suggesting　that　they　were　considered　more　primitive　subfamilies　and　separated　from　other　orchids.　Furthermore,　unlike　members　of　monocots,　most　species　in　Orchidaceae　contained　more　than　one　DEF/AP3　ortholog.　It　suggested　that　major　duplication　event　occurred　after　the　separation　of　the　lineage　to　extend　Orchidaceae　and　following　that,　minor　duplication　event　occurred.　The　expression　patterns　examined　by　using　RT-PCR　showed　that　petal-specific,　sepal-specific　and　lip-specific　transcripts　of　DEF/AP3-like　floral　homeotic　genes　advanced　the　modified　ABC　model　and　gave　clues　to　the　sophisticated　floral　morphogenetic　development　network　in　Orchidaceae.　The　complex　regulatory　mechanism　accomplished　dramatic　floral　morphological　homologs　in　lip　and　perianth　resulted　significant　roles　in　orchid　mating　systems,　the　evolution　of　reproductive　isolation　and　speciation.　Duplication　and　diversification　of　DEF/AP3-like　floral　homeotic　genes　may　be　responsible　for　the　diversification　of　floral　homeotic　functions　and　thus　enhanced　the　evolution　of　orchids.

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