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植物开花相关基因研究进展

花匠小妙招
2024-10-28 19:11

基金项目山东省农业科学院创新基金项目2006YCX蛳12资助。作者简介卢海敏1979-女山东聊城人硕士研究生研究方向果树生物技术。收稿日期圆园园7蛳10蛳19

1花发育概述花的发育过程几乎涉及植物发育的所有方面如器官分化细胞分化细胞分裂和基因表达等既受遗传因素的控制也受环境因子的影响。目前对花发育的研究已深入到分子水平人们利用基因工程和组织培养技术产生突变体并克隆与成花有关的基因已初步构建起了花器官发育的遗传模型。花的典型结构是由4轮花器官组成由外至内依次是花萼、花瓣、雄蕊和心皮。一般来说花的发育可以分为2个主要步骤开花转换和花的发育前者包括营养分生组织转换为花序分生组织花序分生组织转换为花分生组织后者是指花器官的分化发育过程。根据花发育过程的特点可以将花的发育分为3个阶段[1]淤诱导由植物自身因子和环境因子诱导从营养生长向生殖生长转变形成花序分生组织于引发花的发端花序分生组织逐步转变为花的分生组织再分化形成花器官原基盂花器官原基发育为成熟的花器官[1-2]。2植物开花相关基因研究进展2.1花分生组织特性基因花序分生组织在发育阶段上介于营养分生组织与花分生组织之间研究控制花序分生组织和花分生组织发育的基因最有效的途径是分离突变体并进行双突变体或三突变体的分析而一旦分离到基因转基因便可成为研究基因间相互作用的一种新手段。在拟南芥中已经发现了一些这方面的基因其中比较重要的基因有TFL、LFY、AP、CAL等这些基因正调节或负调节花的发育。Shannon与Meeks蛳Wanger[3]提出了这几个基因对花序发育的调节模型图1。由图1可知TFL1基因通过抑制LFY基因在花序分生组织中的活性而维持花序分生组织的无限生长模式而LFY、AP1、AP2基因则抑制TFL1基因在花分生组织中的活性来维持花分生组织的有限生长程序这种抑制作用可能通过转录抑制或转录物的稳定性实现。Bowman[4]等认为随着植株在诱导条件下的生长促进开花的因子浓度会逐渐增加从而激活AP1或LFY基因的活性。在分生组织分化时它们的产物存在一个阈值当其中一个基因发生突变时另一个基因能够在一定程度上达到其阈值使分生组织获得一些花的特性。在营养生长向生殖生长转换时花分生组织类别基因LFYAP1CAL开始表达由它们决定侧分生组织是发育为花还是茎枝一旦决定发育为花就启动花的发育程序。该类基因突变将导致长花的地方长出叶而过量表达则导致植物提前开花也可以使长叶的地方长出花它们好像一种发育开关适时地控制植物朝向正确的方向发育。花发育程序启动后A、B、C功能基因便开始在特定的区域表达控制花器官的正常发育。从发育的时序性看一些花分生组织类别基因很可能调节花器官类别基因的表达因为它们更早一些表达。这种调节可以是正调节也可以是负调节但目前的研究表明LFY和AP1基因均正调节A、B、C功能基因的转录可以把这类基因称为开关基因UFO。2.2同源异型基因通过对拟南芥和金鱼草的花同源异型突变体研究Bowman等[5]提出了花器官发育的ABC模型图2。在这一模型中从花分生组织到花器官的形成主要由3类基因A、B和C控制每一类基因均在相邻的两轮植物开花相关基因研究进展卢海敏12高廷旺3单世华2王英华31.西南大学园艺园林学院果树学重点实验室重庆4007152.山东省花生研究所山东青岛2661003.山东省农业科学院实验农场山东济南250100摘要从同源异型基因、花分生组织特性基因、开花时间相关基因三个方面对植物开花基因进行了介绍特别是对花器官发育的开关基因———LEAFY在果树上的研究进展进行了详细地阐述LFY同源基因在不同植物中的表达有所不同不同植物LFY同源基因的功能尚需用进一步研究。关键词花发育开花基因LEAFY基因果树中图分类号Q78文献标识码A文章编号0517-6611200805-01803-03AdvanceProgressontheBlossomsCorrelationGeneinPlantsLUHai蛳minetal(KeyLaboratoryofPomology,CollegeofHorticultureandLandscapeArchitecture,SouthwestUniversity,Chongqing400715)AbstractTheblossomscorrelationgenesinplantswereintroducedfrom3aspects,thehomologousheterogeneoustypegene,thefloweredmeristematictissuecharacteristicgene,theblossomstimecorrelationgene,especiallytheLFYhomologygeneinfruittree,akeygenecontrollingthedevelopmentofflowerorgan.TheLFYhomologygenehaddifferentexpressionindifferentplant,anditsfunctionindifferentplantsstillmustbestudiedwiththedirectexperiment.KeywordsFloweredgrowth;Theblossomsgene;LEAFYgene;Fruittree

AP2AP1FM花分生组织FMLFYCALTFL1VM营养分生组织IM花序分生组织表示相互抑制作用表示激活作用。注图1花分生组织特性基因之间的相互关系Fig.1CorrelationamongcharacteristicgenesoffloralmeristemNote:standsformutualinhibition;寅standsforactivationeffect.

安徽农业科学袁允燥怎则灶葬造燥枣粤灶澡怎蚤粤早则蚤援杂糟蚤援圆园园8袁36渊5冤院1803-1805责任编辑姜丽责任校对王淼