その構成的発現によって明らかにされたシロイヌナズナsepallata3遺伝子の新しい役割

シロイヌナズナの花の発達中に、一連のホメオティック遺伝子は、4つの渦巻き、最も外側の渦巻きのがく片、包みなく内側の渦巻きの花びら、雄しべ、心皮の明確な花器官を指定する上で中心的な役割を果たします。花臓器のアイデンティティの現在のモデルには、se片、花びら、雄しべ、心皮の仕様のためにA、B、およびC遺伝子と組み合わせて作用する隔膜遺伝子が含まれています。この新しいモデルによれば、花臓器の同一性タンパク質は、下流遺伝子の活性化のために異なるタンパク質の複合体を形成します。Sepallataタンパク質の存在は、AG下流遺伝子ShatterProof2を活性化するために必要であり、Sepallata4のみが複合体が機能するのに十分なSepallata活性を提供しないことを示しています。我々の結果は、カリフラワーが花びらの発達の原因となるタンパク質複合体の一部であり、35S :: SEP3植物にApetala1が存在しない場合に完全に必要であることを示唆しています。さらに、Sepallata3を構成する植物を使用した遺伝的および分子実験は、他のBおよびC関数遺伝子を活性化する際にSepallata3の新しい役割を明らかにしました。Sepallata3の異所性発現は、アペタラ3およびアガーマスを異所性に活性化するのに十分であることを分子的に証明します。驚くべきことに、Sepallata3と葉の両方を構成的に発現する植物は、花の文脈の外で異所性の花びら、心皮、卵子を発達させました。

During Arabidopsis flower development a set of homeotic genes plays a central role in specifying the distinct floral organs of the four whorls, sepals in the outermost whorl, and petals, stamens, and carpels in the sequentially inner whorls. The current model for the identity of the floral organs includes the SEPALLATA genes that act in combination with the A, B and C genes for the specification of sepals, petals, stamens and carpels. According to this new model, the floral organ identity proteins would form different complexes of proteins for the activation of the downstream genes. We show that the presence of SEPALLATA proteins is needed to activate the AG downstream gene SHATTERPROOF2, and that SEPALLATA4 alone does not provide with enough SEPALLATA activity for the complex to be functional. Our results suggest that CAULIFLOWER may be part of the protein complex responsible for petal development and that it is fully required in the absence of APETALA1 in 35S::SEP3 plants. In addition, genetic and molecular experiments using plants constitutively expressing SEPALLATA3 revealed a new role of SEPALLATA3 in activating other B and C function genes. We molecularly prove that the ectopic expression of SEPALLATA3 is sufficient to ectopically activate APETALA3 and AGAMOUS. Remarkably, plants that constitutively express both SEPALLATA3 and LEAFY developed ectopic petals, carpels and ovules outside of the floral context.