花器官发育的“ABC”模型

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1、2021/6/4 1花 器 官 发 育 的 “ ABC” 模 型主 讲 人 ： 贺 小 换 2021/6/4 2 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

2、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 。 2021/6/4 3 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 的 一 组 ， 或 两 组 基 因 的 正 常 表 达 。 A基 因 在 第 一 、

3、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 MADS BOX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

4、AP1和 AP2， B功 能 的 有AP3和 PI,C功 能 的 有 AG。 2021/6/4 4 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 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 。 20

5、21/6/4 5 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

6、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 。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 。 2021/6/4 6 花 器 官 发 育 的 “ ABC” 模 型 2004年 ， 通 过 对 拟 南 芥 的 sepallata1

7、,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 。

8、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、 SEP2、 SEP3,将 它 们 成 为 E类 基 因 。 2021/6/4 7 花 器 官 发 育 的 “ ABC” 模 型在 E类 基 因 表 达 的 前 提 下 再 表 达 B类 和 C类 基 因 就 足 以将 叶 片 完 全 转 化 为 花 瓣 。 部 分 资 料 从 网 络 收 集 整理 而 来 ， 供 大 家 参 考 ，感 谢 您 的 关 注 ！