Florets and rosettes: meristem genes in maize and Arabidopsis [Zea mays L.]
2005
Lunde, C.F. (USDA Agricultural Research Service, Albany, CA (USA). Plant Gene Expression Center) | Hake, S. (USDA Agricultural Research Service, Albany, CA (USA). Plant Gene Expression Center)
英语. Spectacular variety in plant form and adaptation can be seen throughout the Angiosperms. Even basal plants display complex morphologies as a result of their genetic programs. Both the shoot and root arise from a fixed number of stem cells in the respective shoot and root apical meristems. These meristems are controlled by gene networks that in turn are influenced by events that occur externally - a necessity due to the sessile nature of plants. Recent studies suggest that the key regulatory pathways controlling maintenance of stem cell populations and their transition into organs have largely been conserved since the divergence of monocots and dicots, 134 million years ago (Wikstroem et al., 2001). The regulation of these pathways may help to explain differences in morphology between these two major plant subdivisions. Maize has comparatively large meristems and initiates a series of inflorescence meristems before producing determinant floral meristems. This expanded developmental program, along with abundant genetic resources, makes maize an ideal model for meristem studies. Several pathways have been elucidated in Arabidopsis that control organ generation and meristem maintenance. Maize orthologues have been identified that are conserved in protein sequence and function. Examples of these shared networks include those of the clavata and knox pathways. Evolution of unique structures particular to the grasses, such as the spikelet, has also occurred. In this case, no Arabidopsis orthologs have been identified, rather different genes have been co-opted for unique functions. Such examples are the adaptation of ERF proteins for spikelet meristem determinacy. We present a comparison of the regulation of key meristem pathways in the dicot model plant, Arabidopsis, and maize
显示更多 [+] 显示较少 [-]意大利语. [Nelle Angiosperme si può osservare una enorme variabilità nella forma e nell'adattamento delle piante. Anche le piante più primitive presentano morfologie complesse come espressione dei loro programmi genetici. La radice e il germoglio derivano da un numero prefissato di cellule nei rispettivi meristemi apicali. Questi meristemi sono controllati da reti di geni che, a loro volta, sono influenzate da eventi esterni - necessità dovuta alla natura sessile delle piante. Recenti studi fanno ritenere che i sistemi regolatori chiave che controllano il mantenimento delle popolazioni di cellule meristematiche e la loro transizione in organi siano stati conservati ampiamente fin dalla divergenza delle monocotiledoni e delle dicotiledoni, 134 milioni di anni fa (Wikstroem et al., 2001). La regolazione di questi sistemi può essere utile per spiegare le differenze morfologiche fra questi due taxa principali. Il mais ha meristemi relativamente ampi e inizia una serie di meristemi delle infiorescenze prima di produrre i meristemi determinanti fiorali. Questo programma di sviluppo amplificato, unitamente a risorse genetiche abbondanti, può fare del mais un modello ideale per lo studio dei meristemi. In Arabidopsis sono stati messi in luce numerosi sistemi che controllano l'organogenesi e il mantenimento dei meristemi. Sono stati identificati ortologhi del mais che sono conservati in termini di sequenze e funzioni delle proteine. Esempi di questi sistemi comuni sono clavata e knox. Si è realizzata pure l'evoluzione di strutture uniche particolari delle graminacee, come le spighette. In questo caso non sono stati identificati ortologhi di Arabidopsis, geni piuttosto diversi sono stati cooptati per funzioni uniche. Tali esempi sono l'adattamento delle proteine ERF per la determinazione del meristema della spighetta. Presentiamo un confronto della regolazione dei sistemi chiave dei meristemi nella pianta modello dicotiledone, Arabidopsis, e nel mais.]
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