GEN VÀ CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN BỞI GEN ĐẶC TRƯNG CHO CƠ QUAN PHÁT SINH HOA Chữ viết tắt AG, AGAMOUS; AGL5, AGAMOUS like 5; AP1, APETALA1;AP3,APETALA3; ARF, auxin response factor; ATH1, ARABIDOPSIS THALIA[.]
Trang 1GEN VÀ CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN BỞI GEN ĐẶC TRƯNG CHO CƠ
QUAN PHÁT SINH HOA
Chữ viết tắt:
AG, AGAMOUS; AGL5, AGAMOUS-like 5; AP1, APETALA1;AP3,APETALA3; ARF, auxin response factor; ATH1, ARABIDOPSIS THALIANA HOMEOBOX GENE1; ATX1-2, ARABIDOPSIS TRITHORAX1-2; bHLH, basic helix-loop-helix; bZIP,basic leucine zipper; ChIP, chromatin immunoprecipitation; ChIP-chip, ChIP followed by oligonucleotide chip analysis; ChIP-seq, ChIP followed by deep sequencing of immunoprecipitated DNA; DAD1, DEFECTIVE IN ANTHER DEHISCENCE1; DEF, DEFICIENS; GA4, GA-REQUIRING 4; GFP, green fluorescent protein; GNC, GATA, NITRATE INDUCIBLE, CARBON METABOLISM-INVOLVED; GNL,GNC-LIKE; GUS,_-glucuronidase; Hox, homeobox; JA, jasmonic acid; JAG, JAGGED; MADS, MCM1, AG, DEF, SRF;MPSS, massively parallel sequence signature; NAC, NAM, ATAF1-2, CUC1-2; NAP, NAM-LIKE, ACTIVATED BY AP3/PI; NUB, NUBBIN; PHA-4, pharynx 4; PI, PISTILLATA; SEP1/2/3/4, SEPALLATA 1/2/3/4; SHP1/2SHATTERPROOF1/2; SPL, SPOROCYTELESS; STY1/2, STYLISH1/2; TCP, TB1, CYC, PCF1-2
Gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa xác định danh tính của các cơ quan trong hoa tương tự với các đặc điểm chi tiết của cơ thể phân đoạn của gen hox ở động vật Sự kết hợp khác nhau của các các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa phối hợp sự biểu hiện của gen cần thiết cho sự phát triển của từng loại cơ quan của hoa, từ lúc sơ khởi cho đến khi sự phân hóa Ở đây, tôi xem lại những gì được biết về các gen và các chức năng phụ thuộc vào các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa Các bộ gen mục tiêu thay đổi khi phát triển cơ quan tiến triển và cuối cùng gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa, sửa đổi các biểu hiện của hàng ngàn gen với vô số dự đoán chức năng, đặc biệt là ở các cơ quan sinh sản Tuy nhiên, các gen liên quan đến kiểm soát phiên mã và chức năng hormone đặc trưng nổi bật trong số các mục tiêu sớm và trực tiếp Phân tích chức năng cho thấy rằng kiểm soát của các mô và cơ cấu cơ quan cụ thể có thể được giao cho các nhà quản
lý trung gian chuyên ngành, nhưng gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoacũng như gen fine-tune với các vai trò chung trong phát triển cơ quan đỉnh, phù hợp với quan điểm cho rằng các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoasửa đổi một chương trình phát triển trung tâm leaf-like
Trang 2Những thách thức trong tương lai bao gồm thu thập dữ liệu với độ phân giải tế bào, mô hình dự báo của các quy định mạng, và phân tích định lượng các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoavà các mục tiêu của họ kiểm soát hành vi của tế bào và hình dạng cuối cùng cơ quan
1 Sự giới thiệu.
Sự kiểm soát các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoalà một trong những
ví dụ nổi bật nhất về gen điều tiết xác định cấu trúc của thực vật[ xem xét bởi 1,2] Mỗi một loại trong bốn loại cơ quan hoa(đài hoa, cánh hoa, nhị hoa, lá noãn) được quy định bởi 1 sự kết hợp độc đáo của các gen quy định Trong khi đó, sự phát triển các đài hoa được hình thành bởi AP1 kết hợp với 4 gen bất kỳ SEP1-SEP4; cánh hoa được quy định bởi AP1,SEP1-3,AP3 và P1; nhị hoa phát triển dưới sự kiểm soát của AP3 và AG; trong khi đó sự kết hợp của AG và SEP1-3 chỉ đạo sự hình thành lá noãn Sự kết hợp của các gen không phải là duy nhất, nhưng đủ chi phối sự phát triển của hoa, nếu cần thiết nó cũng có thể biểu hiện ra ngoài; lá được biến đổi thành các cơ quan hoa tương ứng; ngược lại trong đột biến mà không thể chỉ định bất cứ loại hoa nào thì hoa được tạo thành từ các cơ quan Những kết quả này phù hợp với quan điểm của phần đông học giả hơn 200 năm qua; cho rằng cơ quan hoa và lá là những biến thể của các loại hình cơ bản giống nhau từ các cơ quan khác
Trong các cơ quan của hoa có những gen có khả năng thay thế 1 bộ phận cơ thể tương ứng và chúng hành động tổ hợp với nhau gọi là gen Hox, trong khi đó xác định danh tính của từng phần cơ thể của động vật có 1 điểm tương đồng với gen Hox là các gen danh tính những cơ quan kiểm soát tất cả các giai đoạn hoa phát triển của các bộ phận cơ thể họ chỉ định; từ lúc khởi đầu thông qua các hình thái để biệt hoá tế bào Trong cả gen Hox và các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoacác yếu tố phiên mã mã hoá nhưng không phụ thuộc tổ chức có liên quan Do
đó sự tương đồng giữa bản chất cơ quan và gen Hox là 1 ví dụ rõ ràng về tiến hoá hội tụ, với các chiến lược phát triển tương tự bởi các bộ phận không liên quan của gen
Những hoạt động tổ hợp của các gen ở gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoađược phản ánh bởi các tương tác giữa các protein đươc mã hoá, do đó nó được tin rằng phức MADS khác nhau protein có khả năng kích thích hoặc kìm hãm bộ gen khi cần thiết cho sự phát triển của từng loại hình cơ quan hoa Tuy nhiên, như trong trường hợp của gen Hox và trong thực tế quá trình phát triển sinh học, 1 khoảng cách lớn không rõ nguyên nhân vẫn còn giữa các chức năng phân tử của
Trang 3các nhà quản lý phiên mã và các hiệu ứng kiểu hình ấn tượng của họ Để bắt đầu hiểu được các hoạt động mà thực sự xây dựng các cơ quan hoa, chúng ta cần phải tiết lộ các chương trình biểu hiện của gen được điều phối bởi các gen Câu hỏi cụ thể bao gồm:
- Những loại gen và chức năng nào được kiểm soát? Có phải các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa kiểm soát trực tiếp các gen có liên quan đến chức năng
cơ bản của tế bào, chẳng hạn như phân chia, phát triển và chuyển hoá; hay các gen được kiểm soát một cách gián tiếp thông qua mạng lưới của các gen quy định và các phân tử tín hiệu?
-Làm thế nào để gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoathay đổi gen leaf-like chương trình biểu hiện? Có phải chúng hoạt hóa một chuỗi các gen của các cơ quan đặc trưnghoặc là chúng thay đổi hoạt động của gen với các vai trò trong các
cơ quan phức tạp( ví dụ như gen phụ thuộc vào sự khác nhau của các loại tế bào
mà phổ biến là giữa các cơ quan?
-Thế nào là tập hợp khác nhau của các gen mục tiêu được lựa chọn ở những nơi khác nhau và thời gian khác nhau? Những câu trả lời cho điều này phụ thuộc vào
sự hiểu biết làm sao để phối hợp các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa kết hợp với nhau, với các yếu tố phiên mã khác vàpromoters đích?
Ở đây, tôi khảo sát sự phát triển của chúngtrong việc xác định các mục đích của gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoavà cách này đã góp phần vào việc trả lời cho các câu hỏi trên
2 Xác định các mục tiêu củacác gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa.
Trong thời gian đầu, các gen candidate targetđược biểu hiện bởi các mô hình biểu hiện hoặc bằng lượng ít các màn hình biểu hiện khác nhau ví dụ đầu tiên là
AGL5 (AGAMOUS – like 5, sau đó đặt lại tên là SHATTERPROOF2, SHP2) được xác định là một mục tiêu của AG bởi vì nó đã được thể hiện cụ thể trong
lá noãn và không được thể hiện trong các đột biến AG; Hơn nữa, AG gắn trong ống nghiệm để các promoter SHP2 và AG ngoài tử cung kích hoạt một gen SHP2: GUS reporter Bằng chứng đầu tiên của quy định trực tiếp trong cơ
thể đến từ một màn hình cho những thay đổi trong mRNA hoa sau khi kích hoạt tăng chuyển động của AP3, với các hiệu ứng gián tiếp bị chặn bởi cycloheximide
[15] Trong màn hình này, NAP (NAM- related , được kích hoạt bởi AP3 / PI),
mã hóa một thành viên của gia đình NAC của yếu tố phiên mã, được xác định
là một mục tiêu trước mắt của AP3 và PI trong phát triển cánh hoa và nhị
Trang 4Các trình tự tiếp theo của genome Arabidopsis và sự phát triển của các mảng biểu hiện cho phép phân tích biểu hiện gen ở một quy mô lớn hơn nhiều Các phương pháp đơn giản nhất là so sánh biểu hiện gen đột biến đặc tính cơ quan hoa khác nhau Zik và Irish sử dụng cDNA arrays bao gồm khoảng một phần tư của tất cả các gen Arabidopsis để xác định một tập hợp các gen downstream của AP3 / PI, được làm giàu cho các gen tham gia vào sự phản ứng lại ứng suất và chuyển hóa thành tế bào [16] Wellmer et al [17] được sử dụng một mảng của các cDNA hoa và một mảng oligonucleotide genome để so sánh một phạm vi rộng hơn của những đột biến với những thay đổi đặc tính cơ quan Thí nghiệm của họ cho thấy một số lượng nhỏ các bản sao được làm giàu ở đài hoa (13) hoặc cánh hoa (18), nhưng một tập hợp lớn hơn nhiều của gen thể hiện cụ thể trong lá noãn (206) hoặc nhị hoa (1162), nhiều trong số đó có liên quan đến phát triển giao tử [18 ] Gen liên quan đến
bảo vệ chung của tế bào (tái tổ hợp ADN, tổng hợp protein, sự gấp nếp protein) đã được đại diện, trong khi các lớp chức năng như phát triển asembryonic và cải biến thành tế bào đã chiếm số lượng lớn [17] Massively parallel sequence signatures (MPSS), chúng tôi cũng đang sử dụng để so sánh các transcriptomes của hoa đột biến với hoa hoang dại và các mô thực vật [19] Các stamen-enriched set xác định bởi MPSS cho thấy hoà hợp tốt với thí nghiệm array, nhưng sự trùng hợp với nhiều cơ quan khác là nhỏ; những khác biệt này có thể là kết quả của các tiêu chí khác nhau được sử dụng để xác định organ-enrichment (đột biến so sánh, biểu hiện
cơ bản, phân tích thống kê) Tuy nhiên, hai chủ đề chung nổi lên từ tất cả các thí nghiệm so sánh biểu hiện gen trong các loại cơ quan khác nhau Đầu tiên, cácgen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoatrực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hưởng đến một loạt các quá trình phát triển tế bào Thứ hai, cơ quan sinh sản
rõ ràng đã phát triển hơn so với các cơ quan bao hoa.
Các thí nghiệm mô tả ở trên đã được quan tâm chỉ với sự khác biệt về không gian trong biểu hiện gen và tương đương chủ yếu đến giai đoạn cuối của sự phát triển cơ quan Các giấy tờ khác có liên quan là những thay đổi thời gian trong
transcriptome(phiên mã) Beyetal [20] phân tích biểu hiện gen trong giai đoạn cuối của sự phát triển đài hoa và cánh hoa trong cây kim ngư thảo và sử dụng một allele nhạy cảm nhiệt độ của DEFICIENS (DEF, các cá thể đầu dòng cây hoa mõm chó của AP3) để phát hiện các gen phản ứng nhanh chóng sau khi DEF đã được kích hoạt Họ lưu ý rằng 60% gen biểu hiện kiểu khác là giai đoạn
cụ thể và đó ở giai đoạn cuối của sự phát triển cánh hoa DEF dường như chủ yếu là các gen điều hòa tham gia vào quá trình chuyển hóa và phân chia tế bào Ngược
Trang 5lại, một số lượng không cân xứng của gen ưu tiên kích hoạt trong thời gian phát triển chồi sớm trong yếu tố phiên mã mã hóa của Arabidopsis và lúa yếu
tố phiên mã mã hóa [21-24] Gen tham gia vào quá trình tổng hợp và đáp ứng với kích thích tố (gibberellin, auxin) cũng chiếm số lượng lớn trong transcriptome của giai đoạn chồi sớm [21-23] Các kết luận chung của những
quá trình thí nghiệm là các chương trình biểu hiện gen dưới các gen đặc trưng cho
cơ quan phát sinh hoathay đổi theo thời gian và giai đoạn đầu bao gồm một tỷ lệ lớn các gen quy định (Hình 1) Số lượng lớn của các gen có chức năng trao đổi chất và vận tải thể hiện ở các giai đoạn phát triển sau này có thể phản ánh một sự thay đổi trong các kiểu chức năng kiểm soát bởi gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa, hoặc nó có thể phản ánh sự tích tụ của các ảnh hưởng gián tiếp sự biểu
hiện gen Để phân biệt giữa những khả năng này, cần xác định các mục tiêu trực tiếp của gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa.
Mặc dù phản ứng nhanh với một gen quy định (như trong thí nghiệm về sự thay
đổi nhiệt độ được mô tả ở trên cho DEF) là một gợi ý, bằng chứng của sự tương tác trực tiếp đòi hỏi chromatin immunoprecipitation (ChIP) Gomez-Mena et
al [21] sử dụng ChIP để xác nhận rằng các protein AG gắn trực tiếp với một
số gen mục tiêu đầu của nó Điều này bao gồm chính AG , AP3 và SEP3, cho
thấy một vòng lặp tự động điều tiết duy trì biểu hiện của các protein củagen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoađược dự đoán chức năng như một phức hệ
multiprotein Gần đây, một số thông tin quan trọng đến từ việc sử dụng ChIP-chip
và ChIP-seq để có được một cái nhìn toàn cầu của mục tiêu trực tiếp của SEP3 trong các loại hoang dã và trong đột biến AG[25] SEP3 g ắn trong cơ thể để một số lượng lớn các vị trí gắn (3457 loci, hoặc 13% gen Arabidopsis), bao gồm rất nhiều các mục tiêu được xác định trước đó của các gen organ identity (ví dụ như SEP3, AG, AP3, SHP1, SHP2 và NAP) Gắn với SEP3 là
thường trong vòng vài trăm bp upstream or downstream của các trình tự mã hóa, 72% trong số đó đã được biểu hiện trong quá trình phát triển hoa theo kiểu khác hoặc trong floral homeoticmutants, ví dụ phần lớn các SEP3 targets là chức năng
có liên quan Có một trùng hợp lớn giữa các vị trí gắn trong wt và trong các đột
biến ag, cho thấy nhiều SEP3 target được chia sẻ giữa bao hoa và cơ quan sinh sản, mặc dù kết quả điều tiết (kích hoạt hoặc ngăn chặn) có thể khác nhau ở các cơ quan khác nhau Cuối cùng, phân tích gen ontology cho thấy rằng các mục tiêu trực tiếp của SEP3 được tìm thấy trong các transcriptome giai đoạn chồi sớm, làm giàu cho các gen mã hóa yếu tố phiên mã, gen tham gia vào quá
Trang 6trình tổng hợp và đáp ứng với yếu tố kích thích (đặc biệt là auxin) và trong chuyển hóa lipid.
Tóm lại, các mục tiêu đầu tiên và trực tiếp của cơ quan đích đặc trưng đang làm giàu cho gen mã hóa yếu tố phiên mã và bao gồm các chính các gen đặc trưng cho
cơ quan phát sinh hoa, mà sự biểu hiện của nó được duy trì bởi các vòng tự động
điều tiết Gen tham gia vào tổng hợp hormone và phản ứng cũng nổi bật giữa các gen mục tiêu Các tập hợp chỉ tiêu thay đổi như sự phát triển tiến bộ và cuối cùng gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoasửa đổi các biểu hiện của hàng ngàn gen, đặc biệt là ở các cơ quan sinh sản.
Fig1.Tần số của chức năng phân tử và sinh học do các gen biểu hiện ở giai đoạn đầu và cuối của sự phát triển cơ quan sinh sản, so với các tần số mở rộng bộ gen Đầu nhị hoa / lá noãn đề cập đến các tập hợp của 149 gen kích hoạt bởi AG ở
1, 3 và 7 ngày sau khi bắt đầu cơ quan theo Gomez-Mena et al [21] Cuối nhị hoa / lá noãn tương ứng với các bộ kết hợp của 1.422 gen ưu tiên thể hiện trong nhị hoa hoặc lá noãn theo Wellmer và đồng nghiệp [18] Các biểu đồ hiển thị các tần số từ ngữ được tìm thấy trong các chú thích gen cho mỗi tập, thuộc gen ontology (GO) loại hiển thị bên trái GO phân tích được thực hiện thông qua các pag web TAIR (http://arabidopsis.org/tools/bulk/go/index.jsp), ngoại trừ một số loại chức năng phân tử được kết hợp ("yếu tố hoạt động phiên mã ", "gắn Axit nucleic ", "gắn DNA hoặc RNA " tất cả các kết hợp như là "nhân tố hoạt động phiên mã, g ắn DNA hoặc RNA ", "hoạt động transferase", "hoạt động hydrolase"
Trang 7và "hoạt động enzyme khác" tất cả các kết hợp như là "hoạt động hydrolase, transferase hoạt động, hoạt động của enzyme khác")
3 Phân tích chức năng với những cá thể mục tiêu
Từ phần lớn gen đích được xác định, một tập hợp con được chọn lọc cho việc phân tích chức năng chuyên sâu Một ví dụ được phát hiện sớm
là các SHP2 gen đích của AG , nó có nhiều chức năng không cần thiết có phần tương đồng gần với SPH1 xác định trong điều chỉnh các mô đặc trưng của lá noãn rằng sau đó cần đến cho sự giải phóng hạt từ quả [26] Quá trình này bắt đầu để lộ ra các góc độ cụ thể của phát triển cơ quan được đại diện từ những gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa đến những điều chỉnh trung gian Một ví dụ khác đó là SPOROCYTELESS (SPL), mã hóa cho một yếu tố phiên mã giả định cần thiết cho cả sự phát sinh tiểu giao tử của giống đực và giống cái [27] và đã được xác định như là một gen trực tiếp của AG và SEP3[25,28] Khi có sự kích hoạt bởi AG đã được bỏ qua việc dùng bản cảm ứng ubiquitously của SPL, sự hình thành bào tử được tìm thấy trong các cánh hoa, chỉ ra rằng biểu hiện của SPL ,đã đủ để chuyển một tập hợp con của chu trình phát triển cơ quan sinh sản đến bao hoa STYLISH1(STY1) là một gen đích trực tiếp của SPE3 và AG[25] và mã hóa cho một protein dạng vòng tương tự STY2 cần thiết cho sự phát triển mô đỉnh của lá noãn (vòi nhụy
và đầu nhụy)[29] Biểu hiện nhân tạo của STY1/2 thông qua lá noãn gây ra sự phát triển ngoài tử cung của những tế bào vòi nhụy, chỉ ra STY1/2 đã được điều chỉnh bởi một tập con đặc biệt của noãn Nhiều ví dụ đã chỉ ra rằng chương
trình phát triển downsteam của những gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa có
ít nhất trong phần đông nhất, cùng với sự phát triển rời rạc, cấu trúc đặc trưng của
cơ quan dưới sự điều khiển của chuyên môn, các điều chỉnh trung gian Tuy nhiên, các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa cũng điều chỉnh sự biểu hiện của gen với nhiều vai trò trong sự phát triển của cơ quan ngọn
NUBBIN(NUB) và JAGGED(JAG) mã hóa có liên quan đến các protein zic finger có liên quan trong vùng điểu khiển phân chia tế bào và sinh trưởng phát
triển [30,32] NUB được nhận diện như là một gen đích của AG, trong đó JAG là
vùng in vivo bởi SEP3[21,25] Hoa đột biến jag cho thấy sự tăng trưởng bị rút
ngắn của đài hoa và cánh hoa, nhưng không chỉ khiếm khuyết nhẹ trong cơ quan sinh sản, nơi mà JAG được biểu hiện Điều này là do trong nhị hoa và lá noãn JAG có chức năng không cần thiết cùng với NUB: jag nub đột biến kép
có khiếm khuyết nghiêm trọng trong sự phát triển của vùng xa của nhị và lá
Trang 8noãn Do đó SPE3 and AG trực tiếp kiểm soát các gen có vai trò dự phòng
trong tăng trưởng của sinh vật :JAG , có chức năng trong trong tất cả các cơ
quan đỉnh, và NUB, trong hoa đã trở thành chuyên biệt hơn cho cơ quan sinh sản ATH1 là một gen khác với một vai trò phổ biến rộng rãi trong phát triển
cơ quan đó là gen đích trực tiếp bởi AG và SEP3[21,25] ATH1 mã hóa một loại BELL homeodomain protein mà điều khiển sự phát triển của vùng cơ bản của cơ quan đỉnh, đặc biệt là ở ranh giới giữa các cơ quan và các gốc (hoặc
chứa trong hoa ) Các kiểu hình rõ ràng nhất của sự đột biến ath1, tuy nhiên,
là các nhị hoa không tách bỏ- vậy nên, các ATH1 chức năng đã trở nên đặc biệt hạn chế tại các cơ sở của một trong các cơ quan quy định bởi AG[33] Một trường hợp thứ ba của các gen đích với các chức năng chung trong cơ quan đỉnh là sự quy định bởi AP3/PI của GATA, NITRATE INDUCIBLE,
Hình 2: Gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa điều chỉnh sự thay đổi các chương trình phát triển cơ quan cơ bản và kích hoạt các mục tiêu kiểm soát sự phát triển của các mô chuyên biệt và cấu trúc của các cơ quan hoa Hình này sử dụng như là một ví dụ sự kết hợp các protein đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa
mà thúc đẩy phát triển nhị (AP3, PI, AG and SEP3) Những điều này được thể hiện như một phức hệ protein mà quy định các gen có vai trò chung trong phát triển cơ quan đỉnh (ATH1, JAG/NUB) và gen điều khiển đặc tính chuyên biệt của phát triển
Trang 9nhị (SPL, DAD1).Mũi tên chỉ hướng kích hoạt, đường congđại diện cho sự ức chế.
X, Y, W, Z đại diện cho mục tiêu không đặc thù mang tính giả thuyết.
CARBON METABOLISM- INVOLVED(GNC) và GNC- LIKE (GNL), cái mà
mã hóa cho các nhân tố sao mã GATA, điều chỉnh quá trình chuyển hóa cacbon
Hooc môn thực vật là các phân tử đa năng có vai trò linh hoạt trong sự phát triển mà chức năng của nó được điều chỉnh tại chỗ bởi cácgen đặc trưng của
cơ quan phát sinh hoa Ví dụ, axit jasmonic (JA) là cần thiết cho các khía cạnh khác nhau của sự phát triển rễ, hoa,quả, trong này gồm cả phấn hoa trưởng thành, nứt bao phấn và kéo dài chỉ nhị Vai trò quan trọng của JA trong các nhị hoa cũng được chỉ định bởi số lượng đáng kể của gen quy định biểu hiện JA trong suốt quá trình phát triển của nhị[18,36] Một trong những vai trò của AG đối với nhị hoa là hoạt hóa sản xuất JA: DEFECTIVE
IN ANTHER DEHISCENCE 1(DAD1)(KHIẾM KHUYẾT TRONG NỨT BAO PHẤN), mã hóa cho enzyme đầu tiên trong quá trình sinh tổng hợp
JA , là một gen đích trực tiếp của AG trong các pha muộn của sự phát triển nhị[37] Trong suốt quá trình phát triển sớm của hoa, AG cũng trực tiếp hoạt hóa GA-REQUIRING4(GA4), mã hóa một giberelin quan trọng có thể hoạt động sinh tổng hợp enzyme[21] Ý nghĩa chức năng này vẫn chưa được
biết, mặc dù có khả năng là gibberellin có thể hoạt động trong vòng phản hồi tích cực để củng cố biểu hiện của gen đặc trưng của cơ quan phát sinh hoa[38] Thêm một liên kết nữa giữa các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa và hocmon chức năng được chỉ định bởi số lượng lớn SEP3 đích, có liên quan trong tín hiệu
và cân bằng nội môi của auxin, gibberellin và brassinosteroids Các tác giả cũng chỉ ra rằng ràng buộc trình tự do cho các yếu tố phản ứng auxin được làm phong phú trong lân cận của vùng ràng buộc SEP3 và nó có ảnh hưởng quyết định của SPE3, những nguyên nhân gây khiếm khuyết hoa tương tự những đột biến tín hiệu auxin, có đề nghị rằng SPE3 và ARFs có thể kết hợp trong quy định của
Trong phần cuối, các gen đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa hoạt hóa trong điều khiểu trung gian, mà trực tiếp cho sự phát triển của mô chuyên dụng và cấu trúc hoa Ngoài ra, cơ quan đặc trưng của proteins fine-tune , các hoạt động của các gen có vai trò chung trong phát triển các cơ quan (hình 2) Sau đó, phù hợp với ý
Trang 10tưởng nêu trên, cơ quan hoa và lá là biến thể của các loại tổ tiên cùng các cơ quan, và do đó phải chia sẻ một chương trình phát triển cốt lõi
4 Hoạt động tổ hợp và mã cis-quy định.
Ngoài tiết lộ các chức năng gen cần thiết để xây dựng các cơ quan hoa, xác định các gen mục tiêu quan trọng là phải làm rõ khác biệt như thé nào về cách kết hợp của các protein đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa chọn lọc các chuỗi promoter đích khác nhau Các mô hình hiện tại để giải thích các hoạt động của các protein đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa là mô hình [13], theo đó Mads protein
có chức năng trong phức hợp nhiều protein, mỗi dòng chứa một tập hợp các protein đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoachỉ định một loại cơ quan cụ thể Tuy nhiên, mặc dù chức năng rất riêng biệt của nó trong cơ thể, các protein Mads ràng buộc trong ống nghiệm với các chuỗi DNA rất giống nhau, chunghộp CARG abcalled và thường khớp tương đồng với các CC(AT)6GG Các khả năng của mỗi phức hệ để chọn các gen đích đặc trưng có thể phát sinh từ sự sai khác ái lực cho chuỗi hộp CARG cụ thể, từ hợp tác với bổ sung, không gian hạn chế yếu tố phiên
mã, hoặc từ một sự kết hợp của cả hai Những ảnh hưởng trong CARG hộp hoặc sự
có mặt của các vị trí bắt buộc các nhân tố phải được phát hiện bằng cách so sánh các bộ lớn vùng khởi động giới hạn bởi mỗi loại Mads phức tạp
Khi tìm kiếm các trình tự đíchin vivo bởi các protein đặc trưng cho cơ quan phát sinh hoa, điểm khởi đầu thông thường để tìm kiếm hộp CARG Chuỗi CARG trình tự tương đồng được hy vọng xảy ra thường xuyên bởi sự ngẫu nhiên, vì vậy việc tìm kiếm nó trong một vùng là khó có bằng chứng cho thấy nó là mục tiêu của Mads protein [39] Các hộp CARG trong một tập hợp của các gen là phong phú, tuy nhiên, có thể là bằng chứng quy định của Mads protein Bộ gen thể hiện ở các giai đoạn tương đối muộn trong các cơ quan khác nhau đã không làm phong phú cho các hộp CARG [17,19], có thể bởi vì các bộ chứa các mục tiêu chủ yếu là gián tiếp Phân tích tiếp theo của các gen đích đầu đã cho thấy làm phong phú cho các hộp CARG, nhưng số lượng các mục tiêu trực tiếp xác nhận là quá nhỏ để trích xuất các tính năng phổ biến của các vùng trình tự [21]
Cho đến nay, các số liệu thông tin quan trọng nhất để phân tích trình tự giới hạn in vivo bởi khu phức hợp Mads đã được cung cấp dữ liệu ChIP toàn cầu cho SEP3, đã đề cập ở trên [25] Các trình tự DNA giảm miễn dịch kết tủa với SEP3 cho thấy rõ ràng làm phong phú cho các hộp CARG, thường trùng với đỉnh điểm của cường độ tín hiệu cho từng vùng bị giới hạn Chuỗi trình tự tương đồng được giới hạn của hộp CARG tương đối linh hoạt, cho thấy rằng SEP3 liên kết trong cơ