Kasvien kehitysgenetiikka (kasvien kehitysbiologia) on yksityinen genetiikan ala, joka tutkii kasvien kehityksen piirteitä, geenejä, jotka ilmentyvät ja varmistavat kasvikudosten ja -elinten normaalin muodostumisen ja toiminnan.
Kasvien kehityksen genetiikka on yksi nopeimmin kehittyvistä modernin genetiikan alueista, jolla on suuri perustavanlaatuinen ja soveltava merkitys. Tällä hetkellä useat kotimaiset biologian ja maatalouden yliopistot kouluttavat asiantuntijoita erilaisiin kasvien kehityksen biologian ja genetiikan aloihin.
Biologian nykytilalle on ominaista nopea siirtyminen kuvailevasta todellisuuden heijastuksesta elävän luonnon taustalla olevien erityisten kuvioiden tulkitsemiseen. Samaan aikaan perinteiset biologiset kysymykset, kuten "miltä esine näyttää?" ja "mitä hänelle tapahtuu?" vaihdettu täysin uusiin - "miksi se näyttää siltä?" ja "miten se toimii?".
Tietenkin näihin kysymyksiin on yritetty vastata toistuvasti ennenkin. Tämä tuli kuitenkin todella mahdolliseksi vasta ymmärtämällä, että jokainen elämän ilmentymä, riippumatta siitä kuinka monimutkaiselta se näyttää, on viime kädessä seurausta tiettyjen molekyylien toiminnasta ja niiden vuorovaikutuksista. Nykytieteellä on vain kaksi suoraa lähestymistapaa molekyylien biologisten toimintojen tutkimiseen. Ensimmäinen lähestymistapa on analysoida tiettyjen kehon molekyylien inaktivoinnin aiheuttamia seurauksia (tämä voidaan saavuttaa joko käyttämällä suppeasti spesifisiä inhibiittoreita tai saamalla mutaatioita, jotka häiritsevät näiden tiettyjen molekyylien normaalia biosynteesiä). Päinvastoin, vaihtoehtoisessa lähestymistavassa oletetaan, että tutkittujen molekyylien aktiivisuus lisääntyy joko silloin, kun niitä lisätään ulkopuolelta, tai johtuen niiden biosynteesin lisääntymisestä in vivo (esimerkiksi organismin transformoituessa lisäkopioilla vastaavasta geenistä). Samaan aikaan, valitusta lähestymistavasta riippumatta, päärooli tällaisissa tutkimuksissa on molekyylibiologian ja genetiikan menetelmillä. Tästä syystä molekyylibiologisten ja geneettisten lähestymistapojen synteesistä, jota kutsutaan molekyyligenetiikaksi, on tullut johtava ideologia useimmilla modernin biologian aloilla. Yksi näistä alueista on kehitysbiologia. Jos tämä tiede muodostui alkuperäisessä muodossaan embryologian, fysiologian ja sytologian risteyksessä, niin molekyyligeneettisten lähestymistapojen käyttö mahdollistaa monimutkaisimmat kehitysprosessit onnistuneesti jakaa moniin "alkeisvaiheisiin", joista jokainen sitä palvelevat tiukasti määritellyt molekyylit ja sitä hallitsee erityinen geeniryhmä.
Samalla, kun otetaan huomioon korkeampien kasvien merkittävä omaperäisyys, on perusteltua esittää seuraava kysymys: onko olemassa tiettyjä solujen erilaistumisen tai morfogeneesin piirteitä, jotka ovat ominaisia vain tälle eukaryoottiryhmälle? Tässä suhteessa kasvien kehityksen molekyyligenetiikka on epäilemättä paitsi perustavanlaatuinen myös erittäin käytännönläheinen.
Yli 200-vuotisen historiansa aikana korkeampien kasvien kehitysbiologia on käynyt läpi useita vaiheita, mikä heijastaa asteittaista näkemysten kehittymistä tutkittavan ongelman olemuksesta.
Kasvien kehityksen genetiikka tekee tutkimustaan seuraavilla aloilla:
Kasvin ontogeneesi (yksilöllinen kehitys, muusta kreikasta ὤν , gen. ὄντος ʻolemassa oleva' ja γένεσις ʻalkuperäʼ) on luonnollinen prosessi, jossa useat ikävaiheet vaihtelevat peräkkäin, joista on tapana erottaa:
Ontogeneesissä genotyypin tehot realisoituvat tietyissä ympäristöolosuhteissa, minkä seurauksena muodostuu tietyn fenotyypin kasveja.
Kasvien ontogeneesi sisältää kaksi olennaista näkökohtaa: yksilön elämä (se alkaa tsygootin vaiheesta ja jatkuu luonnolliseen kuolemaan) ja uusien yksilöiden lisääntyminen (se alkaa myös tsygootista, mutta päättyy sukusolujen muodostumiseen).
Evoluutioprosessissa korkeammat kasvit kokivat haplo- ja diplofaasien avaruudellisen yhdistelmän yhdessä organismissa: gametofyytti kehittyy suoraan sporofyyttiin. Tämä hetki on erittäin tärkeä, koska sporofyytillä on oma tehokas puolustusjärjestelmä, jonka ansiosta myös gametofyytti tulee suojatuksi.
Kasvu on käsite, joka luonnehtii peruuttamattomia kvantitatiivisia muutoksia, jotka tapahtuvat organismin kehityksen aikana.
Erilaistuminen - laadulliset muutokset, jotka tapahtuvat organismin kehitysprosessissa kvantitatiivisten muutosten ohella.
Morfogeneesi on morfogeneesiprosessi, eli kasvien elinten muniminen, kasvu ja kehitys. Siten erilaistuminen, kasvu ja morfogeneesi ovat läheisesti toisiinsa liittyviä prosesseja.
Määrittäminen on prosessi, jossa erilaistuminen johtaa peruuttamattomaan muutokseen soluissa.
Kehitysgenetiikka käyttää tutkimuksessaan mallikasveja. Tällaisilla kasveilla tulisi olla lyhyt kehityssykli, pieni määrä kromosomeja ja korkea hedelmällisyys.
Mallikasvien tutkimuksesta saadut tulokset voidaan ekstrapoloida vaikeasti tutkittaviin kasveihin.