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花发育:基因调控和决定过程

【摘要】:FLC和CO对SOC1的调控是通过SOC1的启动子区域进行转录调控。FT也是传递开花信号的一个主要基因,受CO的正调控和FLC的负调控,促进开花关键基因AP1的表达。LFY同样也是长日和赤霉素信号的产物,这些信号也是通过LFY启动子区域进行转录水平的调控。AP1和LFY是最终决定花分生组织特性的关键基因,它们的表达,形成了花原基,称为花分生组织,决定了花结构形成的起始。Blazquez将已经获得的相关基因的关系绘制了一张网络图综合说明花发育的基因决定过程。

在各种内部和外部环境因子诱导下,花序分生组织转变成花分生组织。在这个过程中,FLC(FLOWERING LOCUS C)被抑制,解除了对SOC1(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS)和FT(FLOWER LOCUS T)的抑制,同时在光周期的CO、赤霉素信号的促进下,SOC1和FT分别促进花分生组织关键基因LFY(LEAFY)和AP1(APETALA1)基因的表达(图3.14),由此促进开花。FLC和CO对SOC1的调控是通过SOC1的启动子区域进行转录调控。短日下赤霉素是可以激活SOC1的唯一途径。FT也是传递开花信号的一个主要基因,受CO的正调控和FLC的负调控,促进开花关键基因AP1的表达。LFY同样也是长日和赤霉素信号的产物,这些信号也是通过LFY启动子区域进行转录水平的调控。AP1和LFY是最终决定花分生组织特性的关键基因,它们的表达,形成了花原基(primordia),称为花分生组织(floral meristem),决定了花结构形成的起始。

LFY和WUSCHEL(WUS)共同作用促进AGAMOUS基因的表达,AG反过来抑制WUS基因的表达。

开花关键基因AP1通过直接作用在启动子的特定区域抑制决定开花时间的基因AGAMOUS-LIKE 24(AGL24),SHORT VEGETATIVE PHASE(SVP)和SOC1,使这三个促进花序形成的基因在花分生组织的表达限制在早期的特定时期和区域(Liu et al.,2007)。AP1的突变会导致各种茎端结构的形成,AP1是营养生长到生殖生长转变的关键负反馈协调因子(Liu et al.,2007)。Blazquez将已经获得的相关基因的关系绘制了一张网络图(图3.14)综合说明花发育的基因决定过程。(www.chuimin.cn)

图3.14 花发育途径(Blázquez www.biologists.com)