APETALA3DEFICIENS和PISTILLATAGLOBOSA基因与植物花发育.pdfVIP

JournalofCell 细胞生物学杂志Chinese 2006，28：571—576 Biology http：／／www．cjcb．org GLOBOSA基因与植物花发育 秦巧平-，：，3 尹 涛z 陈俊伟- 谢 鸣H 张上隆z (t浙江省农业科学院园艺研究所，杭州310021：2浙江大学农业与生物技术学院园艺系，杭州310029； ，浙江林学院林业与生物技术学院，临安311300) 摘要 官发育B类基因，控制双子叶植物花瓣和雄蕊的发育，它们属于MADS．box基因家族，编码转录 因子，这些基因的突变能导致花瓣转变为萼片，雄蕊转变为心皮。近年来已经在多种植物中克隆 米等植物维管束、叶片等组织中也有表达。现对有关AP3／DEF和PI／GLO基因表达及其在植物系 统发育学研究方面的进展进行综述。 关键词 植物花器官的发育是从花序分生组织转变成花 到目前为止，已经从拟南芥、向日葵、玉米、 分生组织开始，参与这一转变的基因有LEAFY水稻等多种植物中克隆到了花器官B类基因(表1， 表2)。这些B类功能基因中任何一个基因的突变均 (LFY)、APETALA2(AP2)、APE孤LAJ(APll、 可导致花器官第二轮和第三轮发生改变——花瓣转 CAULIFLOWER(CAL)和职研玎观厶(FUL)等【¨， 这些基因的调控表达可以提早或推迟植物花期【z’3】。 变为萼片、雄蕊转变为心皮【7】。植物B类基因结构 之后花分生组织开始花器官的发育，花器官发育比 如图l所示【8】，N端包含高度保守的MADS结构域 较经典的模型是Coen等[41提出的ABC模型，即ABC 三类基因的表达共同控制花器官：A类基因 聚功能；第二个保守区是K结构域(约65—70个氨基 APETALAl(APl)控制萼片形成；APl和两个B类酸)，K结构域具有类似于角蛋白的卷曲螺旋结构域 of 基因APETALA3(AP3)、PISTILLATA(Ⅳ)共同控(coiled．coil keratin)，这一区域调节蛋白 segment 质问的相互作用，同时也具有二聚功能【s1：I结构域 制花瓣形成；B类基因AP3和PI以及C类基因 AGAMOUS(AG)共同控制雄蕊形成；AG基因控制 心皮形成。这三类基因均包含一个高度保守的 间，它和K结构域都是蛋白质二聚化的调节域； MADS结构域，属于MADS—box基因家族，编码 转录因子。在拟南芥和矮牵牛等植物中又发现了D 酸组成的富含疏水残基的非保守区域，为转录激活 和E功能基因【5】。拟南芥等植物中花瓣和雄蕊的控 区，也在MADS复合体形成中起作用，拟南芥AP3 制基因是APETALA3(A丹)和粥”址4TA(册，而 在金鱼草(Antirrhinummajus)、大丁草(Gerbera hybrid)等植物中是DEFICIENS(DEF)和GLOBOSAtype 01。 基因【l (GLO)[61。本文综述了近年来有关植物花发育B类基 因AP3／DEF和PI／GLO基因克隆、基因表达、转 基因研究及其在植物系统发育学研究方面的国内外 研究进展。 收稿日期：2005—11-28接受日期：2006—04．05 fNo．2005038283)资助项目 1挂渤AP3lDEF稚PllGLo基因