花器官发育的“ABC”模型

1、花器官发育的“ABC”模型主讲人：贺小换主讲人：贺小换 花器官发育的“ABC”模型 有关花发育中调控各类花器官形成的器官特征基因的克隆及功能分析，是近年植物发育分子生物学研究的重大突破之一，并且形成了较为成熟的实验模型ABC模型指导有关的工作。ABC模型是E.Myerowitz及Coen提出的。 ABC模型是对对模式植物拟南芥和金鱼草中影响花器官发育的同源异型基因进行遗传和分子分析的基础上先后提出的,此模型描绘了花器官不同部位发生受不同基因决定的现象。 花器官发育的“ABC”模型 根据这个模型，正常花的4轮结构的形成是由3组基因共同完成的。每一轮花器官 特征的决定分别依赖于A、B、C三组基因中

2、的一组，或两组基因的正常表达。A基因在第一、二轮花器官中表达，B基因在第二、三轮花器官中表达。C基因被限制在三、四轮花器官中表达。A基因本身足以决定萼片（sepal），A和B基因共同决定花瓣（petal），B与C基因共同决定花蕊（stamen），C基因决定心皮（carpel）。此外，A基因与C基因相互颉抗。 ABC基因作为MADSBOX家族成员（AP2除外)均是以转录调控因子起作用。 A功能的基因有AP1和AP2，B功能的有AP3和PI,C功能的有AG。 花器官发育的“ABC”模型“ABC”模型的提出是近几年植物发育生物学研究中的一个重要突破，可以解释多个基因在器官发育中的作用。在A/B/C三

3、类基因同时突变的四重突变体ap1，ap2，ap3/pi，ag中，四轮花器官都变成了类似叶片的结构，验证了Goethhe提出的花器官是变态叶的假说。 花器官发育的“ABC”模型对ABC模型的质疑1、在ABC模型中不同类型器官的划分是很严格的，但在许多开花突变体中，不同类型器官之间常常出现嵌合体。2、ag突变体在理论上应使第三、四轮组织发育成为相同数目的花瓣和花萼，事实上往往出现增殖现象，暗示AG可能不是一个单独的基因而是多个同源基因，并且也在其他生命过程中起作用。3、AP2不具备器官的特异性，所有花器官中都存在该基因表达的产物。4、SUPERMAN基因能抑制AP3基因的表达，从而抑制花器官的形成

4、。5、ABC模型将一个复杂的问题简单、抽象化，虽然利于人们理解花器官的发育过程，却忽略了不同花器官发生在时间上的先后顺序。 花器官发育的“ABC”模型 2004年，通过对拟南芥的sepallata1,2,3三重突变体的描述，研究者提出了ABCE模型。这一模型确定了E类基因对花部器官发育的重要性，协助A/B/C三类基因将叶片转变成花瓣。 在研究MADS-BOX家族基因对花器官发育的影响时发现，被称作AGAMOUS-LIKE(AGL)2、AGL4、AGL9基因的表达时间早于B类和C类基因，AGL2、AGL4在4轮花器官中均有表达，而AGL9只在里面三轮花器官中表达。 Agl2/agl4/agl9的三重突变体表型类似于B/C类突变体且有非常多的花萼，充分表明了AGL2、AGL4、AGL9这类基因在花器官发育过程中的重要性。现已将这三个基因重新命名为SEP1、SE