花器官的ABC模型.ppt

花器官发育的ABC模型研究及其进展 小组成员 聂虎刘江波林威王萍孙天琳张仕林 花器官的基本结构 典型的双子叶植物的花是由4个不同器官在花托上按四轮分布 由外到内第一轮是绿色叶状的萼片 第二轮是花瓣 通常为多种颜色组成而且很漂亮 第三轮是雄蕊群 为雄性生殖器官 第四轮是心皮 为雌性生殖器官 什么是花器官发育的ABC模型 同源异型基因 同源异型基因是指一类含有同源框的基因 在胚胎发育中的表达水平对于组织和器官的形成具有重要的调控作用 该类基因的突变 就会在胚胎发育过程中导致某一器官异位生长 即本来应该形成的正常结构被其他器官取代了 早期的ABC模型 早期的ABC模型 指定4种不同花器官的同一性的基因分a b c三类 模型用开或关来描述这三类基因的表达状态 在萼片中开 关 关 在花瓣中开 开 关 在雄蕊中关 开 开 在心皮中关 关 开 如果三类基因均不表达则发育成叶片 经典的ABC模型 假定花中有ABC三类的基因活性存在 其作用方式为 A类基因控制第1 2轮花器官的发育 其功能丧失会使第一轮的萼片变为心皮 第二轮的花瓣变成雄蕊 B类基因控制第2 3轮花器官的发育 其功能丧失会使第二轮花瓣变为萼片 第三轮的雄蕊变为心皮 C类基因控制第3 4轮花器官的发育 其功能丧失会使第三轮的雄蕊变为花瓣 第四轮的心皮变成萼片 即同一组基因控制相邻两轮花器官的发育 萼片 A 花瓣 A B 雄蕊 B C 心皮 C 这些突变体是不定的 也就是说 它们不断地在第四轮中形成花突变体 另外 A C两类基因彼此负控制 拟南芥的花器官发育的ABC模型 单子叶植物的ABC模型 花器官ABCDE模型 花器官ABCD模型 D类基因的出现 对矮牵牛花中影响胚珠发育突变体的研究发现 存在有决定胚珠发育的MADS box基因FBP7和FBP11 它们同时也影响种子的发育 FBP11在胚珠原基 珠被和珠柄中表达 转基因植株的花上形成异位胚珠或胎座 如果干扰FBP11的表达 就会在应该形成胚珠的地方发育出心皮状结构 这个发现使人们认识到还存在有与C类基因功能部分重叠的D类基因 花器官的ABCD模型 E类基因的出现 通过调控ABC基因的表达 可以人为地操作每轮花器官发育状态 但是 却无法使叶片转变成花器官 由此可见 这些基因虽然对花器官的发育至关重要 但是它们并不是营养器官转化成花器官的充分条件 这预示着由营养器官向花器官转变还有另一类花特征基因参与 最近 在寻找与ABC类基因相互作用的蛋白时发现了这类SEP基因 花器官的ABCDE模型 花器官发育的四聚体模型 研究表明 A B C和SEP蛋白可能以复合体形式来激活下游基因 异位表达AP1 PI AP3 SEP3和AP1 PI AP3 SEP1 SEP2能够使叶片转化为花瓣 持续表达AP1 PI AP3和PI AP3 SEP3也能够使叶片转化为花瓣 这至少表明 AP1 PI AP3和一SEP基因共同决定花瓣的发育 由此可以推测 2A 2SEP决定萼片A 2B SEP决定花瓣2B C SEP决定雄蕊2C 2SEP决定心皮 花器官发育的四聚体模型还缺少有力的实验数据证明 如在酵母中观察到的一些四聚体并没有在植株中得以阐述 花器官的秘密 需要你的发现 大千世界的奥秘 等待你的探索 谢谢