title: XAANTAL2 (AGL14) Is an Important Component of the Complex Gene Regulatory Network that Underlies Arabidopsis Shoot Apical Meristem Transitions.
abstract: In Arabidopsis thaliana, multiple genes involved in shoot apical meristem (SAM) transitions have been characterized, but the mechanisms required for the dynamic attainment of vegetative, inflorescence, and floral meristem (VM, IM, FM) cell fates during SAM transitions are not well understood. Here we show that a MADS-box gene, XAANTAL2 (XAL2/AGL14), is necessary and sufficient to induce flowering, and its regulation is important in FM maintenance and determinacy. xal2 mutants are late flowering, particularly under short-day (SD) condition, while XAL2 overexpressing plants are early flowering, but their flowers have vegetative traits. Interestingly, inflorescences of the latter plants have higher expression levels of LFY, AP1, and TFL1 than wild-type plants. In addition we found that XAL2 is able to bind the TFL1 regulatory regions. On the other hand, the basipetal carpels of the 35S::XAL2 lines lose determinacy and maintain high levels of WUS expression under SD condition. To provide a mechanistic explanation for the complex roles of XAL2 in SAM transitions and the apparently paradoxical phenotypes of XAL2 and other MADS-box (SOC1, AGL24) overexpressors, we conducted dynamic gene regulatory network (GRN) and epigenetic landscape modeling. We uncovered a GRN module that underlies VM, IM, and FM gene configurations and transition patterns in wild-type plants as well as loss and gain of function lines characterized here and previously. Our approach thus provides a novel mechanistic framework for understanding the complex basis of SAM development.
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: Rigoberto V
authors: RV
authors: Pérez-Ruiz
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico. Electronic address: bgarcia@ecologia.unam.mx.
authors: Berenice
authors: B
authors: García-Ponce
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: Nayelli
authors: N
authors: Marsch-Martínez
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: Yamel
authors: Y
authors: Ugartechea-Chirino
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: Mitzi
authors: M
authors: Villajuana-Bonequi
authors: Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio), Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV-IPN), Km. 9.6 Carretera Irapuato - León, AP 629, 36821 Irapuato, Guanajuato, Mexico.
authors: Stefan
authors: S
authors: de Folter
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: Eugenio
authors: E
authors: Azpeitia
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: José
authors: J
authors: Dávila-Velderrain
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: David
authors: D
authors: Cruz-Sánchez
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: Adriana
authors: A
authors: Garay-Arroyo
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: María de la Paz
authors: Mde L
authors: Sánchez
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico.
authors: Juan M
authors: JM
authors: Estévez-Palmas
authors: Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3er Circuito Exterior s/no, Junto al Jardín Botánico, and Centro de Ciencias de la Complejidad Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México D.F., Mexico; University of California, 431 Koshland Hall, Berkeley, CA 94720, USA. Electronic address: eabuylla@gmail.com.
authors: Elena R
authors: ER
authors: Álvarez-Buylla
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keywords: MADS-box; SAM transitions; TFL1; XAL2/AGL14; epigenetic landscape modeling; floral reversion; gene regulatory networks