卷死自己（2）——花器官发育的ABC模型

写在前面

怎么说呢，这个系列就是把自己的homework拿出来晒一晒，也就是图一乐丢人现眼一下，因为本人能力和知识范围有限，难免会有错误，请谅解一下，也就是仅供参考。引文都有标注，如果有侵权的可以联系我。欢迎各位大佬多交流，提问题、指错误。要是能关注一波那就更好了！

花器官发育的ABC模型

1 ABC模型及其发展

1.1 ABC模型

   被子植物的花在花柄顶端以同心圆的形式排列，从外向内分别由五轮结构组成：第一轮为萼片、第二轮为花瓣、第三轮为雄蕊，第四轮为心皮，第五轮为胚珠。一直以来，对于花器官发育的研究主要集中于双子叶植物中的拟南芥、金鱼草、矮牵牛等模式植物。通过对这些模式植物突变体的研究，发现了一组同源异型基因，即花器官特征的决定基因，这些基因编码决定花器官各部分发育的转录因子。在此基础上,美国的Coen and Meyerowitz提出了花器官形成的ABC模型。

ABC模型认为控制花器官形成的基因按功能分为3类，称为A类基因、B类基因和C类基因，这3类同源异形基因单独或协同作用控制着各轮花器官的发育及形态特征。在野生型植物的花器官发育过程中，A类基因单独调控萼片的发育，A类和B类基因共同调控花瓣的发育，B类和C类基因共同调控雄蕊的发育，C类基因单独调控心皮的发育。即萼片（A），花瓣（A+B），雄蕊（B+C），心皮（C）。其中A类基因与C类基因之间相互抑制，A抑制C在萼片与花瓣中表达，C抑制A在雄蕊与心皮中表达。[1][2]

 

1.2 ABCDE模型

     随着更多的花同源异形基因被克隆和研究，出现了许多ABC模型无法解释的现象。例如ABC三重突变体的花器官除了叶片外仍含有心皮状结构、在叶片中表达ABC基因无法使叶转变为花器官。随着研究的进展，又发现了调控胚珠发育的D类基因和使植物营养器官转变为生殖器官的E类基因，因此ABC模型延伸为ABCDE模型。[2]

 

2 ABCDE同源异型基因缺失突变体

2.1 A类基因缺失突变体

  A类基因控制植株萼片和花瓣的发育，缺失A类基因的突变体C类基因活性增大，导致花第一轮由萼片变为心皮，第二轮由花瓣变为雄蕊。

2.2 B类基因突变体

  B类基因控制植株花瓣和雄蕊的发育，缺失B类基因会导致花第二轮由花瓣变为萼片，第三轮由雄蕊变为心皮。

2.3 C类基因缺失突变体

  C类基因控制植株雄蕊和心皮的发育，缺失C类基因会导致A类基因活性增大，导致花第三轮由雄蕊变为花瓣，第四轮由心皮变为萼片，此外在萼片之类还会形成花瓣。

2.4 E类基因缺失突变体

  E类基因控制植株营养器官向生殖器官的转变，缺失E类基因会导致植物所有花器官都转变为叶片。

 

2.5 D类基因缺失突变体

   D类基因控制植株胚珠的发育，缺失D类基因会导致植株胚珠位置生长出花柱和柱头。

                       

参考资料：

[1] 王小菁主编；李玲，张盛春副主编. 植物生理学 第8版[M]. 北京：高等教育出版社, 2019.03

[2] 杨贞妮,番茄花器官发育相关转录因子的研究进展,【J】,安徽农学通报,2017,33-38+57,33-38+57

[3] Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian M. Møller, and Angus Murphy Plant Physiology and Development, Sixth Edition [M] published by Sinauer Associates.2015

[4] 张剑;徐桂霞;薛皓月;胡瑾,植物进化发育生物学的形成与研究进展,【J】,植物学通报,2007,4-33,4-33

[5] Krizek BA, Fletcher JC. Molecular mechanisms of flower development: an armchair guide. Nat Rev Genet. 2005 Sep;6(9):688-98. doi: 10.1038/nrg1675. PMID: 16151374.

[6] Ngenent G C，Franken J，Busscher M，et a1.A novel class of MADS box genes is involved in ovule development in Petunin ［J］.Plant Cell，1995，7（10）；1569-1582.