头状花序（capitulum）是菊科植物的关键创新性状，其形成与多样化促进了菊科植物的快速演化和适应。基因重复是推动基因调控网络复杂化、精细化的重要基础，亦是表型变异的重要源泉。CYCLOIDEA2（CYC2）是调控花发育，尤其是花对称性的关键基因。该基因在菊科大量扩张，其在头状花序特别是边缘舌状花的形态建成中发挥了重要作用。
近日，Journal of Systematics and Evolution（JSE）在线发表了北京大学生命科学学院饶广远教授研究团队题为“Lineage‐specific duplication of a CYCLOIDEA2 gene and the diversification of capitula in the tribe Anthemideae (Asteraceae)”的研究论文（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jse.13134）。该研究在剖析了菊科春黄菊族CYC2e基因重复的基础上，进一步阐释了CYC2类基因的重复事件在促进头状花序形态复杂化和多样化过程中的作用。CYC2e基因是菊科六个CYC2类基因中较早分化出的基因拷贝，该研究鉴定到CYC2e基因在春黄菊族的演化早期发生了一次谱系特异的重复，同时利用甘菊（Chrysanthemum lavandulifolium）的遗传转化体系对CYC2e两个拷贝的功能进行了分析，结果表明：CYC2e1主要通过细胞的伸长生长而促进舌片的伸长；CYC2e2则表现出对舌状花的起始发育有一定抑制作用。此外，对10个菊科物种基因组中CYC2类基因的定位分析显示，在紫菀超族（Asterodae）的物种中，CYC2g、CYC2d和CYC2e在同一染色体上串联成簇，该基因簇可以通过“开”或“关”其中一至多个基因实现头状花序构型的转换，即在辐射型（radiate）、拟头型（disciform）和头型（discoid）头状花序之间转化，并且CYC2g能够正向激活CYC2e1的转录。
北京大学生命科学学院饶广远教授研究团队在菊科头状花序演化发育研究中取得了系列成果，该课题组的前期工作阐明了CYC2d、CYC2g基因调控头状花序小花形态建成的机制，而目前这项新研究则在分析了CYC2e的演化与功能基础上，结合前期研究结果，总结了多个CYC2类基因在菊科头状花序发育中的协同调控作用。
北京大学已毕业的博士研究生容玉琳为该论文的第一作者，北京大学饶广远教授为论文的通讯作者。课题组已毕业张楚杰博士，北京师范大学郭延平教授、博士研究生牛晨宇也参与了该项研究。该工作得到国家自然科学基金的资助。
责编：刘彤
Journal of Systematics and Evolution (JSE)是以分类、系统发育和进化为核心内容，以描述和理解生物多样性为服务目标的多学科综合性国际学术期刊，主要发表系统与进化生物学领域的研究成果。JSE是中国科学院期刊分区表生物学大类1区期刊，中国科技期刊国际影响力提升计划项目（2013–2018）和中国科技期刊卓越行动计划项目（2019–2023）支持期刊。最新JCR影响因子3.4，排名60/265，位于Q1区。获第三届、第四届中国科协优秀科技论文奖。2023年连续第十二年荣获“中国最具国际影响力学术期刊”奖。
长按关注
