研究背景：花是研究植物器官发育过程的良好实验系统。对花模式建成的研究具有重要的进化、发育和生态学意义。拟南芥是国际上第一个完成全部基因组序列测定的高等植物。迄今拟南芥属仍有30%的基因功能未知。花的发育是一个受体内外多因素综合影响的复杂过程。有关拟南芥花模式建成分子机制的系统生物学研究尚未见报道。本文通过整合拟南芥芯片数据和蛋白互作数据等，利用系统生物学方法，探索拟南芥花模式建成可能的分子机制。研究方法：从TAIR数据库下载拟南芥相关芯片数据，包括27组非花器官和27组花器官芯片。从BioGRID、IntAct、TAIR、BIND、MINT数据库中下载拟南芥实验验证蛋白互作数据，从SUBA数据库获取拟南芥蛋白质亚细胞定位信息。利用R软件中的affy、WGCNA包，采用DiffCoEx分析方法挖掘差异性模块。通过Cytoscape插件ClueGO及DAVID数据库对模块基因进行注释。针对不同模块，计算模块联盟值，以其p值和基因共表达权重双重阈值，来构建这些差异性模块的蛋白共表达网络，分析Hub蛋白的功能。以花发育过程和花器官形态建成过程注释蛋白为核心，结合共表达数据、BioGRID等数据库、支持向量机以及亚细胞定位技术，重构拟南芥花模式建成过程模式。研究结论：挖掘得到Black、Blue、Brown、Green、Magenta、Red共6个差异性模块。功能注释分析发现，Black模块基因富集到9个功能组涵盖80个显著性的生物学过程，其中，最显著性条目包括核转运mRNA代谢、激素介导的信号通路、花器官发育等；Blue模块基因富集到5组包含71个显著的通路，包括RNA过程、花轮发育、心皮发育等；Brown模块中富集15组136个生物学过程，包括DNA复制起始、花器官形态建成等；Green模块基因富集到7组96个生物学过程，包括NADPH再生、光合作用调控等；Magenta模块基因富集到10组109个显著性生物学过程，包括RNA剪切、光形态建成、花发育负调控等；Red模块基因富集到2组20个生物学过程，包括茉莉酸代谢过程等。根据模块联盟显著性及不同权重阈值筛选权重蛋白共表达模块。对蛋白网络的关键蛋白进行分析，ELF3、COL3和COL4蛋白参与光周期途径的成花过程。根据模块基因注释结果，选择了花发育过程与花器官形态建成过程，分别以其中含有的蛋白为核心构建的新相互作用网络，结合文献搜索花发育蛋白构建系统发育树。分析表明，在花的发育过程中，AP1、AP3、AG、SEP3、SEP4等花器官特异性蛋白通过相互作用协调花器官形态建成，其过程受到如ELG、ZFN3、TSO1、RFC3、AT2G27710等蛋白的调控。整合系统发育分析结果，推测ZFN3可能通过光诱导的HY5/HYH激活花原基决定基因AP1、AP2等；AT1G77370感受膜外信号，可能通过ELG信号转导至膜内AT2G27710、COI1等；前者可能作用于核内TSO1、ELF3等基因，后者可能通过茉莉酸途径传递信号，最终调控成花起始及花器官属性基因的表达。