Morfogenese

Morfogenese van planten – de ontwikkeling van de vorm en structuur van een plant – omvat verschillende overlappende ontwikkelingsprocessen, waaronder groei en celdifferentiatie. Precursorcellen differentiëren zich tot specifieke celtypen, die zijn georganiseerd in de weefsels en orgaansystemen waaruit de functionele plant bestaat.

Plantengroei en celdifferentiatie staan onder complexe hormonale controle. Plantenhormonen reguleren de genexpressie, vaak als reactie op prikkels uit de omgeving. Veel planten vormen bijvoorbeeld bloemen. In tegenstelling tot stengels en wortels groeien bloemen niet gedurende het hele leven van een plant. Bloei omvat een verandering in de identiteit van meristemen – gebieden van de plant die actief delende cellen bevatten die nieuwe weefsels vormen.

Naast interne signalen triggeren omgevingsfactoren – 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, waardoor het meristeem bloemige in plaats van vegetatieve structuren kan produceren.

Het bloeiwijze meristeem produceert het bloemenmeristeem. Cellen in het bloemenmeristeem differentiëren in een van de bloemorganen – kelkblaadjes, bloembladen, meeldraden of vruchtbladen – volgens hun radiale positie, die de expressie van orgaanidentiteitsgenen dicteert.

De ABC-hypothese stelt dat de vier bloemorganen worden gevormd onder leiding van drie klassen van orgaanidentiteitsgenen: A , B en C. Als alleen A- genen tot expressie worden gebracht, ontwikkelen kelkblaadjes. Als alleen C- genen tot expressie worden gebracht, worden vruchtbladen geproduceerd. Co-expressie van B- en C- genen leidt tot meeldraden, terwijl die van A- en B- genen bloemblaadjes produceert.

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