猕猴桃的花发育在第一个生长季节开始，此时在潜枝芽中建立未分化的原基。这些原始植物可以在第二个生长季节，冬季休眠期之后和冬季适当冷却的积累中分化为花朵。猕猴桃是一种重要的园艺作物，但人们对花卉发育的分子调控知之甚少。
在过去的几十年里，猕猴桃已经发展成为一种重要的园艺作物。猕猴桃属属于猕猴桃科，有76种，主要起源于中国，由多年生、攀缘或散落落叶植物组成。猕猴桃属的所有成员在功能上都是雌雄异株的，雄花和雌花携带在不同的植物上，通常在枝条的基端。
雌花经历雄激素发育，但缺乏功能性花粉，雄花在开始柱头后停止妇科发育。猕猴桃的繁殖周期在建立开花能力所需的幼年期之后开始。在成熟的猕猴桃植物中，生长和开花分布在两个生长季节。
在第一个生长季节，许多植物体和腋生分生组织在枝条远端的潜芽中开始，进入休眠状态，并在第二个生长季节早期，即春季芽期发育成花序芽。猕猴桃花序是复合花序，但大多数雌性品种的侧花在开始后不久就停止发育，只有末端花发育。
关于花卉承诺的时间存在相互矛盾的报告，从第一个生长季节的春天或第一个生长季节的夏末，到第二个生长季节的春天，紧接在花卉分化之前。此外，第二个生长季节的花卉发育取决于环境条件，最重要的是冬季寒冷;冷却不足导致芽不同步，花数少，结果产量低。猕猴桃物种在发芽时间、冬季寒冷要求、每条枝的长度和节点数方面存在显著差异，表明对芽的生长和开花有遗传控制。
目前对猕猴桃的研究主要集中在消费者驱动的性状上，如水果风味和香味、外观、健康成分和便利性，但对生长发育、开花和性别决定的遗传调控的知识非常稀少，但对于加速育种和帮助我们了解猕猴桃和木本多年生物种的开花控制至关重要。
花卉发育的分子和遗传调控已经在各种植物物种中进行了详细分析。模式植物拟南芥和抗芥中花器官同一性的规范已被经典ABC模型解释。
花器官的身份由A、B和C三类功能决定，每类功能由一个或多个基因组成。进一步的研究导致了修订后的ABC（D）E模型。此外，A类基因APETALA1（AP1）与AP1/FUL样基因家族和SEP基因家族的其他成员一起，在花分生组织身份的规范中起作用;
另一个A类基因APETALA2（AP2）也与控制花过渡，种子大小和维持枝条分生组织中干细胞生态位有关。除AP2外，所有花器官身份基因都是MADS盒家族的成员。它们都属于植物特异性MIKC型MADS-box基因，来自不同植物物种的直系同源物通常属于相同的MADS-box基因亚科，其功能与表达模式密切相关。
一般来说，ABC和ABCE模型广泛适用于非模型植物，但有一些注意事项。虽然B、C和E功能被认为是广泛保守的，但在Antirrhinum以及其他植物中，花周规范中的A功能并未被广泛观察到和质疑。
此外，该模型无法解释开花植物中的花卉多样性，并且已经提出了其他模型。一系列被子植物中MADS盒基因的进化发育生物学有助于这些模型的开发和测试，进一步广泛的比较研究，包括一系列物种的正常和异常花，将有助于理解被子植物花形态变异的机制。
本研究的目的是从功能上表征猕猴桃花发育所需的基因。具体而言，本研究旨在：（i）鉴定指定猕猴桃中花分生组织和花器官命运的基因;（ii）确定特定的表达模式是否可能导致某些猕猴桃花的异常形态;以及（iii）开发分子标记物以监测猕猴桃花的发育。
鉴定了与A、B、C和E类功能基因高度相似的9个MADS-box基因，并使用密切相关的奇异果品种羊草和熟食木以及具有异常花表型的熟食农自发突变体“Pukekohe侏儒”进行了进一步表征。我们根据现有的开花模式讨论猕猴桃花的发展。
根据与拟南芥花MADS盒基因的相似性鉴定出3个非冗余猕猴桃MADS-box基因，并命名为Actinidia FUL-like，FUL，AP1-3，AP2-1，PI，AG，SEP3，SEP4和SEP1。对于某些基因，回收了多个几乎相同的序列，反映了等位基因、多倍体基因组内不同基因组的序列或来自不同猕猴桃物种的直系同源物。
系统发育分析进一步证实，鉴定出的花体MADS-box基因属于适当的MADS盒基因家族和亚家族。猕猴桃MADS-box基因的所有预测蛋白质序列都包含保守的MIK结构域和具有保守C末端基序的可变C末端区域。
鉴定出的MADS-box基因均不具有euAP1蛋白的羧基末端CFAT/A法呢基化基序特征。预测的AG蛋白聚集在被子植物AG亚家族的C谱系中，但C和D谱系密切相关，通常难以区分。基因组DNA的PCR扩增鉴定出位于最后一个密码子中的内含子，这是C的特征，但不是D谱系的特征。
为了确定已鉴定基因在开花调节中的潜在作用，它们的cDNA在野生型拟南芥中异位表达。在每个构建体至少10个卡那霉素耐药系中，选择三个或更多进行详细分析。一般来说，选择的两个系显示出强表型，一个系显示出弱至中等表型。
猕猴桃FUL样，当在1S启动子下在拟南芥Col-35中过度表达时，在诱导性长日照（LD）条件和非诱导短日照（SD）条件下均促进花的转变。高水平的转基因表达导致了末端花表型。在转基因植物中未检测到花涡的同源转化。
当在1S启动子下在拟南芥Col-35中过度表达时，猕果FUL促进开花，但效率低于FUL样，并且花与野生型无法区分。这种结构诱导早熟开花的能力取决于日长条件。猕猴桃SEP4的组成性过表达也促进了花的过渡。
此外，许多植物的叶子小而卷曲。在短时间内生长的植物通常会恢复营养生长，产生空中莲座结。在诱导LD条件下，猕猴桃SEP3的组成性过表达对花过渡时间的影响很小。猕猴桃PI和AP3-1产生的植物的异位表达与野生型无法区分。
猕猴桃AG的组成性过度表达导致株高降低和叶子卷曲，在无感SD条件下，其开花时间明显早于野生型。这些植物表现出花序不确定性的丧失和同源修饰，类似于异位表达拟南芥AG的转基因植物的表型。
为了确认鉴定出的猕猴桃基因编码能够相互形成复合物的蛋白质，正如花朵MADS-box基因所预测的那样，进行了酵母-二杂交分析。它建立了B类蛋白AP3-1和PI以及FUL和SEP4之间的相互作用;在AG和SEP4以及SEP3和SEP4之间检测到较弱的相互作用。未发现与FUL样和SEP1的相互作用。
为进一步研究已鉴定基因在猕猴桃花器官命运规范中的作用，采用RT-qPCR分析了正常和异常的花器官。 A. deliciosa pilyate（雌性）花由分离良好的螺旋组成，具有5-6个卵形长圆形棕色萼片，5-6个卷曲的白色花瓣，雄蕊似乎完全发育和亚球形， 毛茸茸的卵巢，具有多种样式和胚珠。
花梗带有两个小的侧苞片，出现在花序发育的早期阶段[61]。在某些情况下，侧花可以在这些苞片的腋下开始和发育。雄蕊（雄性）花相似，除了雄蕊具有更长的细丝和较大的花药以及不发达的子房，缺乏样式和胚珠。
在A. deliciosa突变体“Pukekohe侏儒”中，花器官的特征是从苞片到外花和内花膜以及不发达的生殖螺旋的过渡。大多数受严重影响的花有多个螺旋排列的苞片和花周螺旋，包括中间花器官（苞片状萼片，萼片花瓣）。
没有明显的生殖器官，而是开始新的不确定的花。中度受影响的花由分离较好的螺旋组成，包括苞片、萼片、花瓣、不发达的雄蕊和丝状雌蕊，以及每个螺旋之间的中间器官，例如萼片外花瓣和融合到内花瓣上部的花药结构由于“Pukekohe侏儒”花器官之间缺乏清晰的界限，收集的样品是苞片，萼片，萼片花瓣，花瓣，具有花瓣特征的雄蕊和雌蕊状结构。叶组织也包括在分析中。
表达式模式如图所示。在正常花中，FUL样在萼片中表达至高水平，在叶组织中表达至中等水平。在其他花器官中检测到低水平的表达。FUL转录本在所有组织中积累，但在雌蕊组织中检测到最高的积累。
AP3-1在所有花器官中均有表达，在花瓣和雄蕊组织中的积累较高，PI仅在花瓣和雄蕊中表达。AG积聚在生殖花器官、雄蕊和雌蕊中。SEP1和SEP3在所有花器官中均有发现，SEP4在萼片和雌蕊中积累，雄蕊中检出的转录本水平较低，花瓣中几乎没有检测到转录本。
雄花和雌花之间没有明显差异，但雌雄蕊组织的AP3-1、PI、AG和SEP1水平高于雄蕊组织中检测到的雄蕊组织。在羊草花中检测到猕猴桃开花基因的类似表达结构域。
在异常的“Pukekohe矮”花中，猕猴桃开花转录本的积累与正常花相似，但有一些例外。FUL样转录本在苞片中特别丰富。FUL在苞片中的积累也与叶片、萼片和雄蕊中检测到的水平相似，但低于雌蕊。
PI表达结构域扩展到所有花器官，同时仅限于正常花的花瓣和雄蕊。AG表达主要局限于雄蕊和雌蕊组织，在雄花和雌花中检测到的表达量相对积累。SEP1和SEP3从萼片积累到雌蕊，但在叶片和苞片组织中不存在。另一方面，SEP4积聚在苞片组织中，在异常花雌蕊中也很丰富。
进一步分析了猕猴桃花基因在新芽中的表达，以解决它们在芽期和花序早期和花序发育阶段的作用。很好地描述了芽发育过程中的时间以及解剖学和形态变化，收集的样品代表了Polito和Grant使用光学和扫描电子显微镜描述的发育阶段。
猕猴桃FUL样、FUL和SEP4转录本在出现柔毛芽鳞片时迅速积累（这一阶段对应于花序早期发育，此时腋生分生组织伸长，侧苞片开始。在快速连续的花器官发育过程中，分别从芽鳞片出苗和叶出苗阶段检测到PI和AG的积累增加。
PI和AG的积累仅限于发生花分化的新兴芽的基部，并且在营养芽尖中未检测到。田间种植植物中FUL样和FUL积累的时间与羊草和熟食苜蕾生长的初始阶段相对应，并且类似于用作细胞分裂标志物的细胞周期基因CDKB1的积累模式。
猕猴桃花属于常规真双子叶植物类型，其中花器官身份由花器官同一性基因的表达和相互作用决定。因此，选择候选基因方法对猕猴桃开花进行分子分析。从EST收集中分离并表征了控制花发育的基因的假定直系同源物，该集合包括来自几种猕猴桃物种的各种组织的转录本，包括花，发育中的芽和果实。
EST收集偏向于水果转录本，许多用于花器官鉴定的EST在水果库中被鉴定出来：猕猴桃FUL、AP3、AG、SEP1、SEP3和SEP4在源自水果转录本的文库中都至少有一个序列表示（表1）。 除花外，所有这些基因都已被证实在果实中表达。从叶库中鉴定出FUL样，与ACTIN相比，仅存在一个序列与其低表达水平相关。拟南芥异位表达的系统发育分析和表型表明猕猴桃开花基因的进化和功能保守。
这些数据与正常和异常猕猴桃花的表达模式相结合，证实鉴定出的B类、C类和E类基因在猕猴桃花器官的规范中起作用。拟南芥过度表达、'Pukekohe矮苞片'表达升高和芽发育最早阶段积累的花促进强烈表明猕猴桃FUL样、FUL和SEP4在花卉分生组织规范中的作用。
猕猴桃FUL样和FUL作用的机制尚不清楚，但可能与促进或维持细胞扩增和分化有关，如拟南芥中FUL的报道。在营养组织中的表达将支持FUL样和FUL基因在一般细胞功能中的作用。虽然猕猴桃SEP4可能执行类似的一般功能，但它标志着花序，花和果实发育，基于营养组织中的转录本缺失。枝条出苗和表达仅限于生殖器官的积累增加表明PI和AG是花分化的标志。
