Morfogenese

De morfogenese—van planten de ontwikkeling van de vorm en structuur—van een plant omvat verschillende overlappende ontwikkelingsprocessen, waaronder groei en celdifferentiatie. Voorlopercellen differentiëren tot specifieke celtypen, die zijn gestructureerd in de weefsels en orgaansystemen waaruit de functionele plant bestaat.

Plantengroei en celdifferentiatie staan onder complexe hormonale controle. Plantenhormonen reguleren genexpressie, vaak als reactie op omgevingsstimuli. Veel planten vormen bijvoorbeeld bloemen. In tegenstelling tot stengels en wortels groeien bloemen niet gedurende het hele leven van een plant. Bloei brengt een verandering met zich mee in de identiteit van de meristemen—delen van de plant die actief delende cellen bevatten die nieuwe weefsels vormen.

Naast interne signalen veroorzaken omgevingssignalen – zoals temperatuur en daglengte – de expressie van meristeem-identiteitsgenen. Meristeem-identiteitsgenen maken de omzetting van het apicale meristeem van de scheut in het bloeiwijze-meristeem mogelijk, waardoor het meristeem bloemige in plaats van vegetatieve structuren kan produceren.

Het bloeiwijzemeristeem produceert het bloemenmeristeem. Cellen in het bloemenmeristeem differentiëren in een van de bloemorganen – kelkblaadjes, bloemblaadjes, meeldraden of vruchtbladen – afhankelijk van hun radiale positie, die de expressie van orgaanidentiteitsgenen bepaalt.

De ABC-hypothese stelt dat de vier bloemorganen ontstaan onder leiding van drie klassen orgaanidentiteitsgenen: A, B en C. Als alleen A-genen tot expressie komen, vormen zich kelkblaadjes. Als alleen C genen tot expressie komen, worden vruchtbladen geproduceerd. Co-expressie van B en C genen geeft aanleiding tot meeldraden, terwijl die van A en B bloemblaadjes produceert.

Samenvattend zijn de bloei—en andere aspecten van de morfogenese—van planten afhankelijk van meerdere, overlappende ontwikkelingsprocessen.