実りのあるMADS-BOX遺伝子は、シロイヌナズナの果実の発達中に細胞分化を媒介します

果実の形態形成は、顕花植物に特有のプロセスですが、その発達制御についてはほとんど知られていません。受精後、果物は通常、多数の異なる細胞タイプの分化を伴う劇的な拡大を受けます。私たちは、施肥後のシリケの伸長を廃止する、実りフルタル（FUL-1）と呼ばれるシロイヌナズナの突然変異を特定しました。FUL-1変異は、AGL8 MADS-BOX遺伝子の5 '非翻訳されていないリーダーにDSE転移性エンハンサートラップ要素を挿入することによって引き起こされます。エンハンサートラップ系統におけるベータ - グルクロニダーゼ（GUS）レポーター遺伝子発現は、バルブ組織のすべての細胞層で特異的に観察されますが、リプラム、セプタム、または種子、および以前に報告されたin situハイブリダイゼーションデータを忠実に模倣します。果物組織の協調的な成長の欠如は、混雑した種子につながり、裂開の故障、そしてしばしば心皮弁の早期破裂につながります。Ful-1果物の主な欠陥はバルブ内にあり、その細胞は伸びて区別できません。野生型バルブの表皮に沿って頻繁に発生する気孔は、フル変異バルブで完全に除去されます。果物の発達への影響に加えて、フルカウリンの葉は野生型の葉よりも広く、内部細胞層の数の減少を示します。これらのデータは、AGL8/FULが果物と葉の発達中の細胞分化に必要な遺伝子の転写を調節することを示唆しています。

Fruit morphogenesis is a process unique to flowering plants, and yet little is known about its developmental control. Following fertilization, fruits typically undergo a dramatic enlargement that is accompanied by differentiation of numerous distinct cell types. We have identified a mutation in Arabidopsis called fruitfull (ful-1), which abolishes elongation of the silique after fertilization. The ful-1 mutation is caused by the insertion of a DsE transposable enhancer trap element into the 5' untranslated leader of the AGL8 MADS-box gene. beta-glucuronidase (GUS) reporter gene expression in the enhancer trap line is observed specifically in all cell layers of the valve tissue, but not in the replum, the septum or the seeds, and faithfully mimics RNA in situ hybridization data reported previously. The lack of coordinated growth of the fruit tissues leads to crowded seeds, a failure of dehiscence and, frequently, the premature rupture of the carpel valves. The primary defect of ful-1 fruits is within the valves, whose cells fail to elongate and differentiate. Stomata, which are frequent along the epidermis of wild-type valves, are completely eliminated in the ful mutant valves. In addition to the effect on fruit development, ful cauline leaves are broader than those of wild type and show a reduction in the number of internal cell layers. These data suggest that AGL8/FUL regulates the transcription of genes required for cellular differentiation during fruit and leaf development.