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花发育分子生物学（PPT演示稿）

花匠小妙招
2024-09-20 11:30

植物花发育的分子生物学
一、花发育特点:

花发育分为开花诱导、花的发端和花器官发育3 个阶段, 是由多种基因参与的十分复杂的调控过程。
首先, 在外部环境和植物体内信号的作用下, 植物顶端分生组织从营养生长向生殖生长转变, 这一过程主要受光周期促进、自发促进、开花抑制、春化促进和赤霉素诱导等多条途径共同控制。然后, 这些途径综合作用于花/ 花序分生组织特异基因, 致使茎端分生组织向花序(花)分生组织转化; 接着, 花/ 花序分生组织向成花转变, 激活花器官特性基因的表达, 最后形成花器官。
近年来, 通过对拟南芥、金鱼草和矮牵牛等模式植物花发育的研究, 分离鉴定了一大批与植物花发育相关的基因, 为阐明植物花发育的分子机理奠定了坚实的基础, 同时, 也促进了多年生植物花发育分子机理的研究。
二、开花诱导及其基因调控
植物顶端分生组织从营养生长向生殖生长转变受控于外界环境和植物体内在的信号, 这一过程称为开花诱导,也叫开花决定。
不同植物进化过程中演化出不同的生殖策略:一些植物的开花时间受光照、温度、水分、营养等环境因子的影响,以使植物能在最适条件下开花结果。另一些植物对环境变化不敏感,由营养生长的积累量等内部信号引起开花。缺乏营养和干旱等胁迫也可引起开花。
中文名称拉丁学名科属童期长度
月季 Rosa×hybrida 蔷薇科蔷薇属 20–30天
葡萄 Vitis spp. 葡萄科葡萄属 1年
兰花(草本) Cattleya, Cymbidium, Oncidium 兰科 4–7年
苹果 Malus sylvestris 蔷薇科海棠属 4–8年
柑橘 Citrus sinensis 芸香科柑橘属 5–8年
洋常春藤 Hedera helix 五加科常春藤属 5–10年
北美红杉 Sequoia sempervirens 杉科北美红杉属 5–15年
欧亚槭 Acer pseudoplatanus 槭树科槭树属 15–20年
英国栎 Quercus robur 壳斗科栎属 25–30年
欧洲山毛榉 Fagus sylvatica 壳斗科水青冈属 30–40年
不同木本园艺植物童期长度
开花诱导是植物生殖生长启动的第1 阶段, 目前已证明开花是受光周期促进、春化促进、自发促进、赤霉素诱导、开花抑制、和碳水化合物诱导等多条途径控制。这些途径通过调控一些开花途径共同控制的整合基因, 如FLOWERING LOCUS T(FT )、LEAFY(LFY)、 SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1 (SOC1)和FLOWERING LOCUS C(FLC)等, 实现对植物开花时间的调控。其中LFY 也在花/ 花序分生组织形成中起作用。
图花发育基因之间的遗传模式