花是被子植物起源中的关键创新性状之一。ABCE等功能的MADS-box转录因子在花的发育和进化中起关键作用。B类MADS-box基因包括GLO/PI和DEF/AP3两个支系，两者形成异源二聚体并通过自我调控来决定花瓣和雄蕊的身份与发育。任意一个支系基因完全缺失后，突变体才呈现花瓣向萼片、雄蕊向心皮的同源异型转变。　　 茄科酸浆属(Physalis)植物花萼在受精后迅速膨大形成全新的“中国灯笼”状结构，也命名为花萼膨大症状(inflated calyx syndrome，ICS)。研究表明一些MADS-box基因如MPF2和MPF3等在该创新结构的进化发育中起着重要作用。为了进一步理解“中国灯笼”的发育，我们通过γ射线诱变毛酸浆(Physalis pubescens syn.P.floridana P106)获得一个可形成双层灯笼的突变体。与野生型相比，该突变体的第二轮花器官被萼片替代，雄蕊转化为雌蕊。据此推断该突变体可能是一个B类基因功能缺失突变体。本论文主要对该突变体进行了表型与遗传分析，确定了其突变的分子本质，并对相关基因进行了分子进化和功能分化研究，探讨了它们在茄科内的功能进化样式与“中国灯笼”进化发育间的可能关系。主要结果如下:　　 从野生型毛酸浆中共分离到5个B类MADS-box基因，分别命名为PfGLO1、PfGLO2、PfDEF、PfTM6和miniPfDEF，其中后者可能为假基因化的产物。PfGLO1/2和PfDEF在花瓣和雄蕊中表达，PfTM6主要在萼片、花瓣和雌蕊中表达。RNA-seq、原位杂交等详细的表达分析结果表明该突变体中只有PfGLO1不表达;通过genomicwalking确定只含PfGLO1约15kb的DNA片段缺失;遗传学分析表明该突变体为单个位点的隐性突变，突变表型与基于PfGLO1的分子标记紧密连锁;特异性强沉默PfGLO1的花部表型与双层灯笼突变体一致。因此，双层灯笼突变体为pfglo1。这些结果表明PfGLO1对花瓣和雄蕊的身份决定与发育具有完全的功能。在pfglo1背景中，PfGLO2只表达在第二轮原基，随后局限于第二轮的顶端。据此推测它可能在第二轮与PfGLO1具有冗余功能，而且与花瓣顶端在花前闭合有关。　　 PfGLO1单突变即可产生完全的B类功能缺失突变体表型，这也暗示了PfGLO1/2在进化过程中已经发生了功能分化。进一步的实验数据也佐证了这一推论:特异性沉默PfGLO2无明显的花部表型变化;分别将PfGLO1/2的cDNA大量表达到pfglo1中，只有花瓣的突变表型被互补;且大量表达PfGLO1使得突变体雌蕊群转化为花瓣;表达分析表明PfGLO1可以促进PfGLO2的表达，抑制PfAG的表达，而PfGLO2则只是PfGLO1的下游;通过酵母双杂交、pull-down和BiFC的分析表明PfGLO1只与PfDEF形成二聚体，PfGLO2只与PfTM6形成二聚体。PfGLO1/2具有一致的表达域，即均在第二、三轮器官表达，但所编码蛋白质序列的一致性仅为67％。因此，PfGLO1/2编码区在不同选择压力下的变化是导致其功能歧化的主要原因，这也受到进化选择分析结果的支持。　　 与GLO类不同，毛酸浆DEF类的歧化是由表达模式变异和编码区的变异共同决定的。其功能歧化模式则与PfGLO1/2的相似，即PfDEF参与了器官的身份决定与发育，而PfTM6不再参与。茄科物种的B类MADS-box基因在基因重复事件后经历了多种功能歧化方式。毛酸浆中PfGLO1-PffEF二聚体保留了调控花瓣和雄蕊形态建成与发育的全部功能，获得对MPF3、PfGLO2、PfTM6和PfAG的调控;同时，我们发现在PfGLO1或PfDEF沉默后，柱头可授性下降，导致雌性严重不育，暗示它们在雌性生殖器官的新功能化;PfGLO2-PfTM6二聚体的功能尚不明确，但可以肯定的是它们已经从器官身份决定过程中分离出来，体现了在茄科中该类基因在重复后功能分化的独特模式。B类MADS-box基因决定育性并通过调控MPF3（参与花萼的发育），可能参与了“中国灯笼”的起源与发育。这些都值得进一步研究与求证。　　 另外，我们在毛酸浆中成功地建立了高效的VIGS基因功能验证体系，并完成了对毛酸浆八氢番茄红素去饱和酶基因PfPDS和各个B类MADS-box基因特异沉默的功能验证。　　 以上这些研究结果为理解“中国灯笼”进化发育分子机理提供了新的证据、思路和进一步研究的技术支撑。