植物发育生物学03 (花发育)

植物花器官发育的分子机理研究进展植物花的发育是植物个体从营养生长向生殖生长转变的结果，相应的分生组织属性也经历了从营养型向生殖型的转变。

首先是花序型的分生组织出现，而后产生苞片原基及花芽。

与花序型分生组织相比，花芽的发育具有决定性，即分生组织的发育最终停止在花器官原基的发育阶段，从此丧失了不断分裂形成新的次生分生组织和新的器官原基的能力。

花器官的分子遗传学主要研究与上述过程有关的一系列调控基因，进而在分子水平上阐明植物花发育的遗传机理。

现就花发育分子模型的发展和完善、不同模型之间的相互关系以及调控基因之间的相互作用等方面，对植物花器官发育的最新研究进展进行综述。

1 花器官发育的ABC模型植物花的发育可以划分为4个阶段：花序的发育、花芽的发育、花器官的发育和花型的发育。

在花发育的分子遗传学研究中，对花器官发育的研究最为深入，并且已有较为成熟的实验模型指导有关的研究工作。

双子叶植物花器官发育的基本单位是轮。

在野生型中，由外向内依次为第1轮萼片、第2轮花瓣、第3轮雄蕊和第4轮心皮。

同源异型突变体通常引起器官的错位发育。

前人通过对拟南芥和金鱼草花的同源异型突变体的研究，提出了“ABC模型”假说。

该模型是20世纪90年代植物发育生物学领域最重要的里程碑，其通俗易懂，并在被子植物中广为应用，使人们能够通过改变ABC 3类同源异型基因的表达而控制花的结构。

ABC模型认为，在花中存在A、B、C 3种类型的器官特异性基因功能区，每个功能区分别控制相邻两轮花器官的发育，即第1轮萼片的特征单独由A功能基因决定，第2轮花瓣的特性由A和B功能基因共同控制，第3轮雄蕊由B和C功能基因共同控制，而第4轮心皮单独由C功能基因决定。

这样，每一个基因或基因对控制花器官相邻两个轮的特征。

据此，ABC模型提出如下假设：(1)出现在每个花器官轮中的同源异型基因的产物相组合，决定该轮器官的发育命运；(2)A和C的功能相互拮抗，即A功能基因能够抑制C功能基因在轮l和轮2中的表达，C功能基因反过来也能抑制A功能基因在轮3和轮4中的表达。

植物花发育和花生物学的研究花是植物界最美丽的产物之一，也是生物学研究中一项十分重要的课题。

植物花发育和花生物学的研究在很大程度上推动着植物学的发展。

本文将从植物花的起源、花的结构、花的发育以及花的遗传和进化等方面，对植物花的研究进行简要介绍。

一. 植物花的起源植物花的起源始于约6亿年前的海藻，当时海藻通过泌孢子繁殖。

随着时间的推移，有些海藻逐渐演化成了陆生植物，其繁殖方式也逐渐发生变化。

约4亿年前，植物界出现了裸子植物，它们通过雄株和雌株繁殖。

约1.4亿年前，植物界才出现正真意义上的花植物。

花植物通过花进行繁殖，这为它们的生存和繁衍带来了极大的便利。

二. 植物花的结构植物花的结构是比较复杂的。

从外观上看，花通常由花托、萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊五部分组成。

其中花托为花的底部，支撑着花瓣、萼片、雄蕊和雌蕊。

萼片和花瓣构成了花的外层，通常被称为花冠。

在花冠内部，雄蕊和雌蕊位于花心中心，起到繁殖作用。

三. 植物花的发育花的发育是植物生长发育的终极过程。

花的发育可分为五个阶段：花原基形成、萼片和花瓣的分化、雄蕊和雌蕊的分化、花的成熟和开花。

花原基的形成是围绕着植物的幼苗一些特殊的细胞不断分裂和繁殖，形成一个花的基础结构。

在花瓣和萼片的分化期间，特定的基因表达控制了花的基本形态的形成。

在雄蕊和雌蕊的分化期间，雌雄两种生殖器官的发育需要经过不同的遗传过程。

花的成熟和开花是植物生长发育的最后一个重要的过程，它涉及着许多生物学分支领域的研究，例如细胞学、分子生物学和遗传学等。

四. 植物花的遗传和进化花的遗传和进化是植物花生物学中的重要内容。

花的形态和功能变化与许多因素有关，例如种间或群体间的环境压力、生活习性、交叉和隔离等。

这些因素在花的遗传和进化中发挥着重要作用。

随着分子生物学、基因工程技术的发展，有关植物花的遗传和进化的研究日益深入，对社会生产和生态环境的影响也日益显现。

五. 结语总之，植物花发育和花生物学的研究是植物学最为重要的研究领域之一。

花的发育知识点总结一、花的形成花的形成是在植物生长发育的特定时间和环境条件下进行的。

花的形成过程中，植物体内的激素和外界环境因素起着重要的调节作用。

花的形成过程如下：1、花原基的形成花原基是花器官的初级形态，它是花器官成熟的基础。

花原基的形成是在植物生长点周围进行的。

生长点是植物生长的中心，在生长点周围进行的生长被称为原基周围生长。

在生长点周围形成的原基称为原基周围原基。

植物的花起源于原基周围原基的细胞分裂和增殖，原基周围原基是植物花的形成过程中的起始点。

2、花蕾的形成花蕾的形成是在花器官的原基基础上进行的。

花蕾的形成包括原基周围生长、原基周围细胞的分化和增殖等过程。

花蕾的形成过程中，植物体内的激素和外界环境因素起着重要的调节作用。

植物体内的激素是植物生长发育的调节因素，如植物体内的赤霉素可以促进花蕾的形成，植物体内的生长素可以抑制花蕾的形成。

二、花蕾的分化花蕾的分化是指在花蕾形成过程中，原基周围细胞的分化和增殖。

花蕾的分化过程中涉及到植物体内的激素、光照和温度等因素。

花蕾的分化包括内外花被片的分化、雄蕊的分化和子房的分化等过程。

1、内外花被片的分化内外花被片是花器官的一部分，它们是花的保护层和吸引传粉昆虫的主要部分。

内外花被片的分化是在花蕾形成过程中进行的，分化过程中植物体内的激素和外界环境因素起着重要的调节作用。

2、雄蕊的分化雄蕊是花的雄性生殖器官，它是花生殖的重要部分。

雄蕊的分化是在花蕾形成过程中进行的，分化过程中植物体内的激素和外界环境因素起着重要的调节作用。

3、子房的分化子房是花的雌性生殖器官，它是花生殖的重要部分。

子房的分化是在花蕾形成过程中进行的，分化过程中植物体内的激素和外界环境因素起着重要的调节作用。

三、花蕾的生长花蕾的生长是在花蕾形成和分化的基础上进行的。

花蕾的生长包括内外花被片的增长、雄蕊的伸长和子房的扩大等过程。

花蕾的生长过程中，植物体内的激素、光照和温度等因素起着重要的调节作用。

植物花发育过程的机理09生本3班林良茂摘要:植物花的发育是植物从营养体生长向生殖生长的结果，分生组织属性也经历从营养型向生殖型的转变相应。

首先植物要经过一段营养生长时期，然后在一系列的内、外因素的作用下完成花诱导过程，然后形成花序分生组织、花芽分生组织，最后产生花器官原基并逐步分化为花器官。

本文就花序的发育、花芽的发育、花器官的发育以及花型的发育四个方面浅论花的发育过程的机理。

关键词：植物花发育过程机理前言花器官的正常发育是植物赖以繁衍的基础I1I，一直以来，人们都在寻求揭示植物开花的奥秘，而花发育的研究多限于形态以及开花生理方面。

20世纪80年代以来，随着分子遗传学手段的运用，借助于现代生物技术结合模式植物拟南芥和金鱼草的花发育突变体，花发育的研究在短短十几年内获得了突飞猛进的进展．成为为发育生物学研究中最引入瞩目的热点[21。

随着发育分子遗传学的研究，人们慢慢的知道花发育的过程的机理。

1.花序发育的机理花序的发育是花发育的第一步，标志着植物个体从营养生殖向生殖生长的转变[3]。

植物生理学研究表明，花序的发育一般需要有一定的外界因子诱导，如光照长短、光质、温度、土壤水分等等。

在一定的诱导条件下，营养型顶端分生组织属性发生渐变，到诱导结束，营养型分生组织发生不可逆转的变化，成为花序分生组织。

许多研究表明，植物个体可用不同的部位感知不同的环境因子，然后导致成花。

这表明植物内在存在不同遗传机理来感知不同的环境因子。

相对应基因的突变能使个体对外界因子的感应能力发生改变，因而导致花序的发育时间有所变化。

研究表明Emf、Tfl1和Cen基因直接与植物花序发育的遗传机理有关，对顶端分生组织的属性起着决定的作用。

在前期， Emf突变，功能丧失后，个体发育仅有生殖发育，它对花序的发育有抑制作用，因为突变体表现花序发育的前体。

在后期，当花序顶端分生组织发育后，Tfl1和Cen基因一样，都起着维持花序型顶端分生组织属性的作用。

从营养生长到开花的转变发生在茎尖分生组织(Simpson et al. 1999;Parcy 2005)。

花诱导引起根尖分生组织产生花，花由一系列复杂的专门植物组成结构(Zeevaart 1976;伯尼尔1998)。

开花受信号的调节内源性和外源性。

内生信号包括昼夜节律，发育阶段和激素，而外部信号包括白天长度和温度。

有充分的证据表明，花的刺激是从树叶中转移过来的(加纳和阿拉德1920年;埃文斯1971;Yanovsky和凯2002;Searle and Coupland 2004)。

内生和外部信号使植物的生殖发育与外部信号同步环境(图10.1)。

形态学的变化首先发生在转变过程中从植物人到生殖阶段(Lang 1952;魏盖尔1995)。

当生殖发育启动，营养分生组织转化为原花序分生组织，依次产生拉长的花序轴具茎叶和花。

茎叶的腋芽发育分为次级花序分生组织。

花序分生组织不发达生长不稳定。

花的分生组织产生花，它们是由确定的生长形成的。

图10.1拟南芥开花的遗传途径。

箭头表示积极的交互作用和t线负交互作用10.2花器官发育的调控花分生组织产生四种不同类型的花器官，即萼片，花瓣，雄蕊和心皮。

在野生型拟南芥花中，这些器官是四个连续的轮生，第一个轮生有四个萼片，四个花瓣第二轮，第三轮六个雄蕊，第四轮两个心皮。

10.2.1与花发育相关的基因已经确定了三种调节花发育的基因。

这些包括分生组织鉴定基因、花器官鉴定基因和地籍鉴定基因(McSteen等人，1998年)。

分生组织标识和花器官标识基因编码转录因子(Busch et al. 1999)。

这些蛋白质控制的形成花器官。

地籍基因是花器官识别基因的调控因子。

分生组织身份基因作用于未成熟的原基上，形成花分生组织(西蒙等人，1996年)。

金鱼草属植物分生组织鉴定基因的突变(FLO)导致了没有产生的花序的形成说明FLO基因控制了花分生组织的测定的身份。

拟南芥中已鉴定出几种花分生组织同源基因;这些基因抑制了CONSTANS 1 (SOC1)、APETALA1 (AP1)和叶(LFY)。

植物花发育的生物学机理与调控研究植物是地球上最为重要的生物之一，其个体的形成既包括种子萌发、幼苗生长，也包括花、果实的形成。

而植物花的形成是非常关键的，因为只有具备了完整的花器官，才有可能产生种子、传承基因。

因此，研究植物花的发育过程以及花的发育调控机制，不仅有助于我们深入了解植物的生长发育规律，还对提高农业产量、改善食品质量等方面有着重要的指导意义。

一、花的构成及发育花是植物体上的繁殖器官，其构成包括花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊四部分。

雄蕊由花药和花丝组成，是植物产生花粉的器官；而雌蕊包括柱头、柱颈和子房三部分，是植物接受花粉并产生种子的部位。

花萼和花瓣形态各异，不同的植物产生出极为各异的花朵，从普通的五瓣小花到各种奇形怪状的大花卉，均有其特点。

花的发育过程分为两个阶段：芽形成阶段和花器官形成阶段。

芽形成阶段是指在芽生长点分化出植物的花芽，并形成花的基本结构；花器官形成阶段是指花器官的发育调控过程，包括花器官的定向、形态以及花部位的长出。

在花器官形成阶段，主要是通过激素信号和转录因子网络来调控花器官的繁殖、膨大、定向和舒展。

二、花的发育调控机制（一）激素信号植物发育细胞之间的通讯是通过植物激素信号分子传递完成的。

在花的发育过程中，激素信号分子特别重要，能够对花的长出指向、生长速度、膨大和分化产生调控作用。

最常见的几种植物激素有：赤霉素、生长素、脱落酸（ABA）、乙烯和脱落素。

花发育过程中，这些激素必须相互作用、补充，才能形成完整的花器官结构。

例如，赤霉素能够刺激雄蕊的长出和花瓣的扩大、膨大；而生长素则能促进花器官的发育、雌性生殖器的生长和子房的发育。

ABA则调控花器官的分化和子房的发育，同时还影响花的花期和成熟期。

（二）转录因子网络在植物体内，转录因子是一类功能十分复杂、广泛存在的蛋白质，它们通过与靶基因的结合，影响基因表达。

在花的发育过程中，转录因子通过调节激素信号分子的代谢与分泌，进而调控花器官的发育。

植物花发育和花色的遗传学研究随着科技的不断进步，生物学领域的研究也在不断地深化，其中植物花发育和花色的遗传学研究成为了热点话题。

本文将从植物花的发育过程入手，探讨花色遗传机制的研究，以及对遗传学研究的未来展望。

一、植物花的发育过程植物的花是植物体中的生殖器官，产生后代的重要场所。

在植物的生长发育过程中，花的形成被称为花发育，是一个复杂的过程。

花发育分为各个阶段：萌芽期、原基分化期、萼片期、花瓣期、雄蕊期、雌蕊期和果实期。

在每个阶段，不同的基因负责不同的发育程序。

萌芽期，植物生长点经过物质的影响，形成原芽，原芽先是扩大，之后从花蕾基部膨胀，形成苞片和花轴。

而在原基分化期，根据不同植物的特点，原基逐渐分化成不同的花部构造，如花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊等。

花发育与花色的具体形成过程，实际上是一个基因调控的过程，影响多个生长因子，同时还与环境、植物内分泌和激素等生理过程有关。

二、花色遗传机制的研究植物花色是受到基因调控的，多数与花瓣颜色相关的遗传因子都位于花革属中，在研究花色遗传机制时，科学家往往先通过遗传分析的方法来确定染色体区域，以及探究某一个或多个全能基因对于花色的调控作用。

花色基因分类上分为革兰氏算法和根据翻译后氨基酸序列的颜色序列树方法。

1、花色素生物合成途径的研究1939年Grierson指出，植物花色与生物合成途径相关的酶和代谢物有关。

目前研究中发现，花色素生物合成途径涉及到多个生物化学反应，这些化学反应使花革素从前花革素B基质发生反应被激活然后转变成茜素酸化合物后再次被激活，最后形成不同的花色素分子。

例如在向日葵中，花色素生成途径中的96%来源于外接源，8个花色素基因分别对应着4种花色素，每一种花色素都有一个可变的基因和一个基本的合成酶基因。

3’-羟基茜色素有一定的特殊性质，可以转化成不同的涂层，从而形成不同的花色素，这是花色基因控制了花瓣颜色的原因。

在花色素生物合成途径上，具有花色素生成反应的酶，如黄黴素氧化还原酶（flavonoid oxidase/reductase）和花革素-双苯酮氧化脱氢酶（anthocyanidin synthase，ANS），是维持花朵颜色的主要因素之一。

第3章花发育的遗传Flower Development2.1 花发育概述分生组织属性改变:营养生长??生殖生长模式植物:拟南芥与金鱼草2 0 1 4 - 1 - 1 0花的发育可以分为三个阶段:成花诱导形成花原基花器官的形成及其发育2.2 成花诱导与花序的发育成花诱导:正常植物经过一定的营养生长,营养型分生组织进入“感受态”,如遇合适的外界因子,则转为花序型分生组织,表现为花序的发育,植物生殖生长的第一个阶段,它决定开花时间。

营养生长的植物如何进入感受态感受态的植物如何接受外界因子2 0 1 4 - 1 - 1 0? 不同植物的生殖策略对环境敏感的:开花时间受到光、温、水、营养等影响较大的植物,会选择在环境条件适合的条件下开花。

对环境不敏感的:营养生长积累到一定量则启动内部信号开花。

胁迫也会诱导开花结实。

2 0 1 4 - 1 - 1 0花诱导过程实质花的诱导过程实际上包括两方面:内外环境诱导因素的诱发过程和自发发育特定基因启动表达的决定过程。

7研究方法一方面,由于许多植物受到环境因素如:日照、温度等和自身的赤霉素、光敏色素及钙等因素的影响。

因而,从分离的对诱导因素反应异常的的突变体中克隆到的特异基因可能参与了该诱导反应。

另一方面,直接从生殖发育内在控制基因的突变体入手该类突变体在无外在诱导因素作用的条件下,直接由种子开始进入生殖生长。

花的诱导过程是花发育过程中最为关键和最终要揭示的问题。

除上述两方面的研究之外,目前也有许多研究者先克隆出花的结构特异基因,通过研究其调控基因的方法来倒推花的诱导基因。

Flower development pathway 光质和光周期诱导途径光受体光敏色素PHYA、PHYB、PHYC、PHYD、PHYE感受红光与远红外线;隐花色素CRY1、CRY2感受蓝光与UV-AUV-B光受体尚未鉴定植物通过这些光受体根据可利用的能量来优化发育过程。

远红外线通过PHYA和CRY1/2促进开花红光通过PHYB/D/E抑制开花2 0 1 4 - 1 - 1 0生物钟LHY,CCA1,GI,GRP7/8和TOC1基因转录产物随昼夜节律发生周期性的变化,其编码产物可能参与生物钟的构成,并能影响包括开花在内的许多周期调节过程。