MADS-box基因是真核生物中一类重要的转录调控因子,在生长发育调控和信号传导中发挥着重要作用,在动物、植物、真菌中都存在。MADS-box基因在动物中与心肌发育有关;在酵母中起信息素应答作用;在植物中参与花器官的发育,开花时间的调节,在果实、根、茎、叶的发育中都起着重要的作用。MADS-box基因的名称来自酿酒酵母转录因子MCMl、拟南芥花同源异型基因AGAMOUS、金鱼草花同源异型基因DEFICIENS和人血清应答因子SRF 4种蛋白的首字母,这4种蛋白质都有一个由56-58个氨基酸组成的高度保守区域称为MADS-box结构域,具有这一结构域的基因都是MADS-box基因,属于MADS-box基因家族。
MADS-box基因的分布非常广泛,在动物、植物和真菌中都已经分离出来。在植物中,MADS-box基因的分布几乎遍布整个植物界。在双子叶植物如拟南芥、金鱼草、矮牵牛、葡萄和杨树等植物中MADS-box基因分布广泛;在玉米、水稻、小麦、高粱等单子叶植物中也有大量分布H1。在植物生长发育不同阶段如苗期、花期等时期均有MADS-box基因的表达;在植物的不同部位,如营养器官根、茎、叶和生殖器官花、果实、种子中MADS-box基因都有不同程度的表达,并在其中起重要的调控作用。从染色体水平上看,MADS-box基因几乎分布在所有的染色体上;从整个基因组水平上看,MADS-box基因是一个庞大的家族,分散分布在整个基因组中。
MADS-box基因在现存的动物、植物和真菌中分为两大类:I型MADS-box基因和Ⅱ型MADS-box基因。它们的共同特点是都含有一个高度保守的MADS-box结构域。
在动物和真菌中I型MADS-box基因包括ARG80/SRF-1ike基因,在植物中是M型MADS-box基因;Ⅱ型MADS-box基因在动物和真菌中包括MEF2-1ike基因,在植物中则是MIKC型MADS-box基因。只在植物中存在的MIKC型基因是一种典型的MADS-box基因,根据I区序列结构的差异分为2个亚组:MIKC型和MIKC型MADS-box基因。在拟南芥中MADS-box基因分为5大类,Mα、Mβ、Mγ、Mδ、MIKC型基因。其中,Mα、Mβ和Mγ属于I型MADS-box基因,Mδ和MIKC分别属于Ⅱ型MADS-box基因的MIKC型和MIKC型基因。