Perkembangan Bunga dan Model ABC

Bunga tersusun dari empat lingkaran organ konsentris, dan model ABC yang elegan menjelaskan bagaimana seperangkat kecil gen yang tumpang tindih menetapkan identitas setiap lingkaran — salah satu hasil pendiri genetika perkembangan tumbuhan.

Definition

Perkembangan bunga adalah proses di mana pucuk vegetatif diubah menjadi meristem bunga dan dipola menjadi kelopak, mahkota, benang sari, dan putik, dan model ABC adalah kerangka genetik yang menjelaskan bagaimana identitas organ ditentukan.

Scope

Topik ini mencakup transisi menuju pembungaan, organisasi meristem bunga menjadi lingkaran, dan model genetik ABC(DE) identitas organ bunga, termasuk mutan homeotik dan faktor transkripsi MADS-box yang mendasari model tersebut.

Core questions

• Bagaimana meristem pucuk menjadi meristem bunga dengan lingkaran yang berbeda?
• Bagaimana gen kelas A, B, dan C bergabung untuk menentukan identitas organ bunga?
• Apa yang diungkapkan mutan bunga homeotik tentang logika pola bunga?

Key theories

Model kombinatorial ABC

Tiga kelas aktivitas gen homeotik bekerja dalam domain yang tumpang tindih di keempat lingkaran — A saja menentukan kelopak, A ditambah B mahkota, B ditambah C benang sari, dan C saja putik — sehingga hilangnya suatu kelas mengubah organ secara terprediksi.

Faktor transkripsi MADS-box

Sebagian besar gen identitas bunga mengkodekan faktor transkripsi MADS-box yang bergabung menjadi kompleks multimerik, menyediakan dasar molekuler untuk kode ABC kombinatorial dan ekstensi D dan E selanjutnya.

Mechanisms

Gen identitas organ bunga diekspresikan dalam wilayah yang terdefinisi dan tumpang tindih pada meristem bunga muda. Aktivitas kelas-A di dua lingkaran terluar, kelas-B di dua lingkaran tengah, dan kelas-C di dua lingkaran terdalam bergabung sehingga setiap lingkaran menerima kode unik yang mengarahkan perkembangan kelopak, mahkota, benang sari, atau putik; fungsi A dan C saling antagonis. Gen-gen tersebut mengkodekan protein domain MADS yang berkumpul menjadi kompleks tetramerik, sebuah interaksi yang ditangkap dalam model kuartet selanjutnya, dan mutasi hilangnya fungsi menyebabkan konversi homeotik dari satu jenis organ ke jenis lainnya.

Clinical relevance

Kerangka ABC memandu pemuliaan tanaman hias — misalnya, penggandaan bunga pada mawar dan banyak tanaman kebun mencerminkan perubahan aktivitas gen identitas organ — dan menginformasikan upaya untuk memanipulasi struktur bunga dan buah pada tanaman pertanian.

History

Penyaringan genetik paralel pada Arabidopsis dan Antirrhinum pada akhir 1980-an mengidentifikasi mutan bunga homeotik, yang disintesis oleh Coen dan Meyerowitz menjadi model ABC pada tahun 1991; pekerjaan molekuler kemudian mengidentifikasi gen MADS-box dan memperluas model dengan fungsi D dan E.

Key figures

• Enrico Coen
• Elliot Meyerowitz
• Günter Theißen

Seminal works

• coen1991
• taiz2015

Frequently asked questions

Apa saja empat lingkaran bunga?

Dari luar ke dalam, bunga tipikal memiliki empat lingkaran: kelopak, mahkota, benang sari, dan putik, dan model ABC menjelaskan bagaimana identitas setiap lingkaran ditentukan secara genetik.

Apa yang terjadi pada mutan ABC?

Hilangnya kelas gen menyebabkan transformasi homeotik: misalnya, hilangnya aktivitas kelas-C mengubah benang sari menjadi mahkota dan putik menjadi kelopak, menghasilkan bunga ganda yang mencolok yang dikenal pada banyak tanaman budidaya.