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基因重复为生物的演化和性状的改变提供了原材料。了解重复基因的分化对理解生物的演化具有重要意义。重复基因的分化可以发生在编码区，也可以发生在调控区。非同义替换、移码突变以及外显子—内含子结构变化是导致重复基因在编码区分化的主要原因，转录因子结合位点的获得、丢失和突变则会导致重复基因在调控区的分化。拟南芥的APETALAl(AP1)和CAULIFLOWER（CAL）是由发生在十字花科起源之前的基因重复事件产生的一对重复基因，在表达模式和功能上都有所分化。本课题组在以前的研究中揭示了导致这两个基因在编码区和功能上发生分化的原因。本文采用多种分析和实验手段，对导致二者在调控区和表达模式上发生分化的原因进行了研究。主要的结果如下:
1.表达模式的异同。组织原位杂交的研究结果表明，AP1和CAL在表达式样上的相同之处在于:阶段2时，都在花原基中表达;阶段3及以后，在花原基中心区域的表达消失，只在萼片和花瓣原基中表达。二者的差异主要体现在:阶段7及以后，CAL在萼片和花瓣中的表达量非常低，AP1则在萼片和花瓣中持续表达，并且保持相当高的表达量;CAL在花梗和花序轴维管束中强烈表达，AP1则在维管束中不表达。
2.调控区序列的异同。生物信息学的研究结果表明:AP1和CAL在调控区（含第一个内含子）有5个共有的保守区段，分别命名为BlockA、BlockB、BlockC、BlockD和BlockE;AP1和CAL还分别有3个和2个特有区段，它们只在各自的直系同源基因中保守。进一步的分析鉴定出了LFY、SPL3、SPL9、FD、PAN、AP2、Dof、LMI2、TCP和MYB等转录因子的结合位点，并发现它们的数量和分布式样在两类基因间有明显差异。
3.调控区功能的异同。通过研究调控区不同区段对表达模式的贡献，发现:AP1和CAL所共有的保守区段并不具有完全相同的功能;AP1的表达模式只取决于上游调控区，与第一个内含子关系不大，CAL的表达模式则需要上游调控区和第一个内含子的共同作用;在AP1中，BlockA负责该基因在花瓣原基中的表达，BlockB负责在花原基和萼片原基中的表达，BlockC及部分非保守区域负责调节该基因的表达量;在CAL中，只有BlockA与该基因在维管束木质部中的表达有关，BlockB和BlockC的功能并不明显。
4.表达模式的演化。为了了解表达模式分化的过程和方向，从外类群醉蝶花中获得了AP1和CAL的同源基因CspAP1。组织原位杂交的结果表明:阶段1和2时，CspAP1基因在花原基中特异表达;阶段3时，在萼片原基中强烈表达，在花原基中心区域的表达减弱;阶段7及以后，在四轮花器官中都有表达;在花梗和花序轴维管束中的表达也比较明显。将CspAP1的调控区序列与AP1和CAL进行比较，发现:除BlockD外，其他四个保守区域在CspAP1中也存在;CspAP1中也存在LFY、SPL3、SPL9、LMI2、AP2、Dof、TCP和MYB等转录因子的结合位点。表达式样演化过程的重建结果表明:这两类基因的共同祖先在花原基、外两轮花器官和维管束中表达;基因重复事件之后，两类基因都保留了在花原基中表达的式样，但在外两轮花器官和维管束中的表达模式有所不同;表达模式的分化与AP2、Dof、TCP和MYB等转录因子的结合位点的获得和丢失有关。
上述结果表明，AP1和CAL表达模式的差异与调控区中保守区域的存在与否关系不大，而与保守区域中转录因子结合位点的差异密切相关。更多更深入的研究亟需开展。