花器官的发育ABC模型
花器官发育的“ABC”模型PPT
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
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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。
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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。 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。
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
(推荐)植物发育生物学被子植物花器官发育的分子模型
5.边缘滑动模型
边 缘 滑动模型(shifting border model或sliding boundarymodel) (图)解释了B功能基因表达区域的可塑性, 在花发育进程中, B功能基因的表达区域扩展到外层而导 致花瓣状器官的分化, 使外轮器官与内层花瓣在形态上具 有一致性(如单子叶植物百合、郁金香; 基部核心双子叶 植物毛茛、耧斗菜等), 这种B 功能基因功能延伸到外轮 花器官的分子模型又称为修饰的ABC 模型(modified ABC model) , 但此种分子模型并不适用于所有的单子叶植物 类群。
就拟南芥而言, A+E 功能基因控制萼片发育; A+B+E 功 能基因控制花瓣发育; B+C+E功能基因控制雄蕊发育; C+E 功能基因控制雌蕊发育。
3.四分子模型
通过凝胶阻滞、酵母双杂交等分子生物学实验，人们发现 花的同源蛋白能通过聚合作用形成同源或者异源二聚体， 进而组装形成多聚复合体发挥作用。为了解释这些蛋白如 何通过相互作用来调控花器官的发育，Ｔｈｅｉｓｓｅｎ 等结合ＭＡＤＳ蛋白多聚体的研究，提出了“四因子”模 型（ｑｕａｒｔｅｔ ｍｏｄｅｌ），认为花器官是由４ 种同源异型蛋白复合体通过结合在目标基因启动子区域来 调节基因开闭，进而调控花器官的发育。
Wild-type:
A功能基因包括拟南芥的APETALA1 (AP1)和AP2 基因、金鱼草 的AP2-like基因LIPLESS1和LIPLESS2(LIP1、LIP2), 单独决
定第1轮萼片属性。
A-function mutant:
B功能基因包括拟南芥的APETALA3 (AP3)和PISTILLATA(PI) 基因、金鱼草的DEFICIENS (D E F) 和GLOBOSA (GLO)基因,
中科院考研植物学名词解释汇总
1. ABC模型：指被子植物花发育过程中不同的基因类别决定不同的花器官。
决定被子植物花各个器官发育的基因共分为A、B、C三类。
A类基因决定花的萼片和花瓣；B类基因决定花的花瓣和雄蕊；C类基因决定花的雄蕊和雌蕊。
2. B染色体：亦称多余染色体，是被称为A染色体的常染色体以外的染色体3. C3植物：光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物3－磷酸甘油酸的植物4. C4植物：CO2同化的最初产物不是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸，而是四碳化合物苹果酸或天门冬氨酸的植物。
又称C4植物。
如玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。
5. KoK钟：水氧化钟( water oxidizing clock)：是Kok 等根据一系列瞬间闪光处理叶绿体与放O2 的关系提出的解释水氧化机制的一种模型。
每吸收一个光量子推动氧化钟前进一步。
6. Nectary：植物花内分泌蜜汁的外分泌腺组织。
蜜腺一般位于花瓣、花萼、子房或花柱地基部。
蜜汁有引诱昆虫传粉的作用。
7. Z链（Z chain）：光合电子传递链,简称光合链(photosynthetic chain),主要指以植物为代表的叶绿体类囊体膜上有序地排列着电子传递体,两个光系统串联在其中。
8. 埃默森效应（Emerson 效应）：在波长大于685nm的远红光条件下,再补加波长约为650nm 的短波红光,这两种波长的光协同作用大大增加(大于单独照射的总和)光合效率的现象称(Emerson效应)9. 白色体(leucoplast)：存在于植物的贮藏细胞中，不含色素，具有贮藏淀粉、蛋白质和脂类的作用10. 伴胞：是与筛管分子起源于同一个原始细胞的相伴而生并纵向排列的薄壁细胞，具有细胞核和各类细胞器，与筛管分子相邻的壁上有稠密的筛域。
伴胞可帮助没有细胞核和正常细胞器的筛管分子生活。
11. 孢蒴：是苔藓植物孢子体的重要组成，是产生孢子的结构。
孢朔内的孢子母细胞经减数分裂产生孢子。
12. 孢子：细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖或休眠作用的生殖细胞。
植物花器官发育ABC模型研究进展
植物花器官发育ABC模型研究进展摘要：花器官是陆生植物生殖过程中的重要功能器官，本文综述了花器官发育的ABC模型的产生和发展过程，包括经典ABC模型以及随后发展的ABCD、ABCDE和四聚体模型。
关键词：花发育；ABC模型The Development Research on ABC Model of Floral OrganAbstract:The flower organ is one of important function organs to the terrestrial plants in the process of the reproductive.In this paper, I summarize the the production and development process of ABC model of floral organ development, including the classic ABC model and the later ABCD, ABCDE, and tetramer models.Keywords: flower development; ABC model引言开花植物250000多种,在陆生生态系统中占明显优势[1]。
花器官是陆生植物生殖过程中的重要功能器官,已经成为进化论者和生态学家的研究焦点。
基本的花器官是明显保守的,虽然花的数目、形状、大小、颜色和器官的排列方式不同,但都是对各自授粉方式的适应而导致花结构巨大变化的进化[2]。
植物花发育是植物发育中最为引人注目的阶段,传统生物学对花发育的关注可以追溯到200多年前[3]。
长期以来,对花的研究多限于形态描述以及开花生理方面,有关分子遗传学研究只在十多年前才开始,但研究结果令人瞩目[4]。
在花发育的分子遗传学研究中，对花器官的研究最为深入，已有较为成熟的实验模型指导研究工作。
该模型就是ABC模型，即花发育的同源异型基因作用模型[5-7]。
花器官发育的ABC模型研究进展
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 形成萼片状、心皮状或花瓣状的器官代替心皮。 ! 类功能缺失则 "#$ 延伸表达，心皮代替萼片，雄 蕊代替花瓣。 根据在矮牵牛中的研究结果，!%& 模型被扩展
a类功能基因突变后ap2突变体ag就会在第类功能基因的表达不受影响这样在突变体中轮花器官只有c类功能基因作用发育为心皮花器官中的基因表达模式不变仍然发育成雄蕊和pi突变体轮花器官中只有ac类功能基因表达而分别发育成花萼和心皮同时第14轮花器官的发育不受影响分别发育形成花萼和心皮由此形成的花只有花萼和心皮结构
［"］
面一轮是心皮，是雌性生殖器官，常常是几个心皮 结合，胚珠和种子在里面形成。尽管发育完全后萼 片、花瓣、雄蕊和心皮的结构和功能可能差异很 大，每个花器官都是由花分生组织的一些凸起（一 小团未分化细胞）开始发育的。在花原基发育过程 中每个细胞都必须获悉在花中的位置，相应地分化
［$］ 成适当的细胞类型 。
［L］ 的工作证实了这一点：在 6J>63 双突变体 +.K/64 中，第 *、< 轮花器官均转化成叶片（绿色，有托
究花发育的模式植物。两者有不同的优点，前者的 优点是有优良性状的移动因子短，植株体积小 。已经发现了它们已有大量的突
农业生物技术科学 中国农学通报
第 *L 卷
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被子植物花器官发育的分子机制
被子植物花器官发育的分子机制花发育是被子植物生命周期中一个重要的综合发育过程，涉及无限生长向有限生长及不同发育方式的转换，包括开花诱导、信号传递、属性决定、器官发生，既受环境因子（如光周期、温度等）的诱导，又受到自身内部因素的调节，经过一系列信号转导过程，启动成花决定过程中的控制基因。
在复杂的基因互作网络调控下，营养茎端分生组织（vegetative meristem，VM）转变为花序分生组织（inflorescence meristem，IM），然后在IM 的侧翼形成花分生组织（floral meristem，FM），分化出花器官。
截至目前，从拟南芥（Arabidopsis thaliana ）中共有180多个参与调控开花的基因被鉴定出，并确定其中存在有6条调控开花的信号途径：即光周期途径（photoperiod pathway）、春化途径（vernalization pathway）、自主途径（autonomous pathway）、赤霉素途径（gibberellin pathway）、温敏途径（thermosensory pathway）和年龄途径（aging pathway）。
表观遗传是开花信号通路中的重要机制，对开花及花器官发育产生关键调控作用。
miRNAs 的表观遗传调控机制是植物分子发育生物研究的重要领域，例如miR172、miR156、miR159 参与了开花诱导的信号转导途径，共同开启花的发育过程。
本文综述了被子植物花器官发育的格式形成与分子调控机制。
图1 温度、光照和依赖赤霉素等途径通过抑制花形成抑制物产生和激活花的分生组织识别基因参与花发育过程1 花器官发育的ABCDE模型通过对拟南芥和金鱼草突变体研究而提出的多种发育模型, 成功地解释了被子植物花器官突变现象。
其中, 最著名的是由Bowman等及Coen和Meyerowitz提出的“ABC模型”。
该模型指出, 花器官的形成和发育由A、B和C三类功能基因决定; A类基因的表达决定了第一轮萼片的形成, 包括APETALA1 (AP1)和APETALA2 (AP2)基因等; B类[APETALA3 (AP3)和PISTILLATA (PI)基因]和A类基因的组合表达决定了第二轮花瓣的发育; C类[AGAMOUS (AG)基因]和B类基因的组合表达决定了第三轮雄蕊的形成; C类基因的表达决定了第四轮雌蕊的发育。
被子植物花器官发育的分子模型
------尹雪
段泽宇 李佳丽 梁铭 生物科学2012-02
简介
花是被子植物进化途径中最为变化多端的结构。
深入开展花部性状发育及其多样性的分子调控机 制的研究, 对于揭示被子植物花部式样的演化、 进而探讨被子植物的系统发育具有重要意义 。 所 以，近年来有关被子植物花器官发育的分子模型
导致花瓣状器官的分化, 使外轮器官与内层花瓣在形态上
具有一致性(如单子叶植物百合、郁金香; 轮花器官的分子模型又称为修饰的ABC 植物类群。 基部核心双子 模型(modified 叶植物毛茛、耧斗菜等), 这种B 功能基因功能延伸到外 ABC model) , 但此种分子模型并不适用于所有的单子叶
6.BC模型
何通过相互作用来调控花器官的发育，Ｔｈｅｉｓｓｅｎ
等结合ＭＡＤＳ蛋白多聚体的研究，提出了“四因子”模 型（ｑｕａｒｔｅｔ ｍｏｄｅｌ），认为花器官是由４ 种同源异型蛋白复合体通过结合在目标基因启动子区域来 调节基因开闭，进而调控花器官的发育。
4.边缘衰退模型
边缘衰减模型认为花器官的渐变现象是由于花组织形成时期花器官特 征属性基因的表达水平的梯度导致的, 花器官特征属性基因在边界处 表现为弱表达, 但会发生活性区域的重叠, 这种重叠表达模式导致所 形成的器官在形态上具有相邻两类花器官的特征, 这种形态上的渐进 与核心真子叶植物径向分明的花器官是不同的 , 睡莲B 功能基因的表 达模式是支持这一模型的有力证据。基部被子植物的器官决定是由表 达范围较广的相互重叠的花器官决定基因共同调控的 , 在活性重叠的
裸子植物中未发现A 和E 功能基因的存在, 但B 和C 功能 基因的表达模式与被子植物类似(图)。裸子植物C功能基 因在两性生殖器官内均有表达, B功能基因主要在雄性生
园艺植物育种学：5 观赏植物主要性状的遗传
4-香豆酸盐 4-Coumarete
柚配质（黄酮 Naringenin
图1 花色素苷合成途径
3 花色遗传受一系列基因的作用和控制
花色素基因、花色素量的基因、花色素的分布基因、助色素基因和控制花瓣内部酸度的基因等；易变基因和基因的转座：常常造成花序或花朵上形成异质条纹、斑块（彩斑）；不同花色杂交的显隐性（质量性状基因、基因互作）一般，带色花显性，白色花隐性；紫色花显性，红色花隐性；蓝色花显性，紫色花隐性。亦有例外。
毛华菊花朵直径大小的遗传变异
（三）增加花径的途径
改进栽培条件；倍性育种；增加花朵重瓣性；定向选择。
二、花重瓣性的遗传
1 重瓣花的形态起源
（一）概念：花朵重瓣性指观赏植物花瓣数量的多少。（二）重瓣花的遗传积累起源 雌雄蕊起源
花序起源重复起源（套筒起源）突变起源台阁起源
木槿
芙蓉
雌雄蕊起源
山茶雌雄蕊起源
观赏植物主要性状的遗传
花色彩斑花径与重瓣性
观赏植物主要性状
花
株型抗性
第一节花的发育
花是观赏植物的主要观赏器官，千奇百怪、万紫千红！植物学：植物的完全花是由花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊等四轮构成的生殖器官。植物生理学：成年植物花的诱导需要一定的光、温周期，如二年生花卉大多需要经过低温的春化作用才能开花，多数菊花需要短日照处理才能开花。
仙客来
裂叶牵牛
百合
虞美人(罂粟科罂粟属)的美丽花边
花肋：沿中脉方向具放射性彩色条纹
紫脉吊钟
（二）不规则彩斑的遗传
花嵌合体、彩斑
叶部彩斑（“花叶”），变色叶
果实彩斑
2遗传机制
1常见类型
核内
核外
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花器官的发育——ABC模型
2009年10月30日星期五上午 09:31
全球开花植物已知有25000多种，在陆地生态系统中占有明显的优势。
花器官是陆生植物生殖过程中的重要功能器官，已经成为进化论者和生态学家的研究焦点。
基本花器官是明显保守的，虽然花的数目、形状、颜色和器官的排列方式不同，但都是对各自授粉方式的适应而导致化结构巨大变化的进化。
花发育遗传机制的研究促进了对被子植物花结构进化的进一步了解。
当花分生组织分化完成后，开始进行花器官原基的分化，科学家们目前已经克隆了拟南芥和金鱼草中控制花器官分化的基因，并据此提出了ABC模型学说(图8-48)。
通过遗传分析发现调控花器官形成的基因按功能可以划分为ABC三组，每一组基因均在相邻的花器官中发挥作用，即A组基因控制第一轮花萼和第二轮花瓣的形成；B组基因决定第二轮花瓣和第三轮雄蕊的发育；C组基因决定第三轮雄蕊和第四轮心皮的发育。
花的每一轮器官受一组或相邻的两组基因控制：A组基因单独作用于萼片；A和B组基因决定花瓣的形成；B和C组基因共同决定雄蕊的发育；C组基因单独决定心皮的形成。
这些基因在花器官中有各自的位置效应，并且A和C组基因在表达上相互抑制，A组基因不能在C组基因控制区域内表达，即A组基因只能在花萼和花瓣中表达，反之亦然。
这些基因中任何一个功能缺失或者突变都会导致花器官形状的改变。
对拟南芥的研究发现，其花器官的发育是由三组五中不同的基因共同控制的，分别是AP1和AP2(A)、AP3和PI(B)、AG(G)，如果AP2发生突变，则花器官被生殖器官替代，而当AG发生突变时，由AG控制的雄蕊和心皮则被花萼和花瓣所替代。
随着分子生物学技术的发展，花器官成为目前国际植物分子生物学界的研究热点。
花器官的发育遗传和花序形态发生的研究为花器官进化的分子机制的进一步研究起着推动作用。
但是在一些基本的陆生植物种类中，花同源异型基因的同系物的进化与功能方面所掌握的知识很有限。
随着分子生物学技术的快速发展和基因克隆技术的日臻完善，可以预见这些问题有望在不久的将来得到解决，届时人们对花器官发育的分子机制以及系统发育将会更加清楚。
图8-48 花器官发育的ABC模型示意图。