花の分裂組織の開始とメリステム細胞の運命は、トウモロコシAP2遺伝子IDS1およびSID1によって規制されています

草の花は、スパイクレットとして知られる小さな枝で編成されています。トウモロコシでは、スパイクレットの分裂組織が決定され、1つの花の分裂組織が生成され、次に2番目の花の分裂組織に変換されます。Apetala2（AP2）のような遺伝子のような不確定性Spikelet1（IDS1）は、スパイクレット分裂組織を花崩壊体にタイムリーに変換するために必要です。TasselSeed4 microRNAによる調節の失敗に起因するタッセルにおけるIDS1の異所性発現は、女性化と余分な花の分裂組織の形成を引き起こします。ここでは、IDS1と、不確定なSpikelet1（SID1）の姉妹である関連遺伝子が、トウモロコシの花序建築において複数の役割を果たすことを示しています。両方の遺伝子は、花序分裂組織の分岐、花の分裂組織の開始、およびスパイクレットの分裂組織の決定性を制御するために必要です。IDS1とSID1のレベルを低下させると、TasselSeed4表現型が完全に抑制され、これらの遺伝子がこのmicroRNAの主要な標的であることを示唆することを示しています。最後に、SID1とIDS1は、花柄の運命に必要なシロイヌナズナのAP2の機能と同様に、スパイクレットの外側器官内のアガーマスのようなMADSボックス転写因子を抑制します。したがって、AP2遺伝子の標的はトウモロコシとシロイヌナズナの間に保存されていますが、遺伝子自体はモノコットで新規分裂組織機能を採用しています。

Grass flowers are organized on small branches known as spikelets. In maize, the spikelet meristem is determinate, producing one floral meristem and then converting into a second floral meristem. The APETALA2 (AP2)-like gene indeterminate spikelet1 (ids1) is required for the timely conversion of the spikelet meristem into the floral meristem. Ectopic expression of ids1 in the tassel, resulting from a failure of regulation by the tasselseed4 microRNA, causes feminization and the formation of extra floral meristems. Here we show that ids1 and the related gene, sister of indeterminate spikelet1 (sid1), play multiple roles in inflorescence architecture in maize. Both genes are needed for branching of the inflorescence meristem, to initiate floral meristems and to control spikelet meristem determinacy. We show that reducing the levels of ids1 and sid1 fully suppresses the tasselseed4 phenotype, suggesting that these genes are major targets of this microRNA. Finally, sid1 and ids1 repress AGAMOUS-like MADS-box transcription factors within the lateral organs of the spikelet, similar to the function of AP2 in Arabidopsis, where it is required for floral organ fate. Thus, although the targets of the AP2 genes are conserved between maize and Arabidopsis, the genes themselves have adopted novel meristem functions in monocots.