簡介
被子植物花發育的ABC模型由E. Coen和E. Meyerowitz在1991年提出。這個模型是以對花器官發育有缺陷的突變體的觀察為基礎的。ABC模型概括了在花的不同部位中,不同類型的轉錄因子是怎樣起作用或不起作用,從而控制了花部器官的發育的。
兩個關鍵發現導致了ABC模型的提出。第一,同源異型突變使在正常情況下應發育某種器官的部位發育出了另一種器官。比如野生薔薇只有5枚花瓣和眾多的雄蕊,然而,園藝薔薇卻具有一個同源異型基因,使一些本應發育成雄蕊的組織發育成了花瓣。第二,每一個能影響花部器官的決定的基因都可以同時影響兩種花部器官,或者是影響花瓣和萼片,或者是影響花瓣和雄蕊。
類型
花部器官決定基因因而可以根據它們所影響的器官而分成三類。A類基因的突變影響萼片和花瓣。B類基因的突變影響花瓣和雄蕊。C類基因的突變則影響雄蕊和心皮。所有這三類基因都是可轉錄成蛋白質的同源異型基因。由這些基因編碼的蛋白質都含有一個MADS盒區,使蛋白質可以和DNA相結合,從而在DNA轉錄時起到調控子的作用。據信,這些基因都是調控其他控制器官發育的基因的主控基因。
ABC模型認為:A功能基因在第一 、二輪花器官中表達,B功能基因在第二、三輪花器官中表達,而C功能基因則在第三、四輪表達。其中A和B、B和C可以相互重疊,但A和C相互拮抗,即A抑制C在第一、二輪花器官中表達,C抑制A在第三、四輪花器官中表達。萼片的發育是由A類基因單獨決定的,花瓣的發育則是A類基因和B類基因一同決定的。心皮的發育是因C類基因單獨決定的,而C類基因和B類基因一起決定了雄蕊的發育。B類基因這種雙重的效能,是通過其突變體的特徵獲知的。一個有缺陷的B類基因可導致花瓣和雄蕊的缺失,在其位置上將發育出多餘的萼片和心皮。當其他類型的基因發生突變時,也會發生類似的器官置換。
小結
A類基因的表達誘導萼片的發育。
A類基因和B類基因共同表達誘導花瓣的發育。
B類基因和C類基因共同表達誘導雄蕊的發育。
C類基因的表達誘導心皮的發育。
2004年,通過對擬南芥的 sepallata1,2,3三重突變體的描述,研究者提出了ABCE模型。這一模型確定了E類基因對花部器官發育的重要性。