Мы часто видим множество красочных цветов с разнообразной формой, которые являются одними из самых красивых творений природы и часто используются людьми для выражения эмоций и в качестве декоративных растений. От внешней до внутренней части каждый цветок обычно состоит только из четырёх органов цветка: чашелистиков, лепестков, тычинок и пестиков. Однако именно разнообразие цвета и формы этих четырёх органов цветка, а также различные способы их комбинации создают природе такие разнообразные и красочные цветы. Так как же образуются эти прекрасные цветы? Только в 1980-х годах, с быстрым развитием современной молекулярной биологии и молекулярной генетики в области научных исследований растений, были достигнуты прорывные успехи в изучении молекулярных механизмов, контролирующих развитие цветка у растений.
В ходе исследования аномалий развития цветка у таких модельных растений, как Arabidopsis и Antirrhinum, были обнаружены три типа гомологичных мутантов, влияющих на изменение свойств органов цветка, каждый из которых влияет на развитие двух соседних органов цветка. Первый тип мутантов в основном влияет на развитие первого и второго органов цветка, причём чашелистики первого органа превращаются в чашелистики, а лепестки второго органа — в тычинки; второй тип мутантов в основном влияет на развитие второго и третьего органов цветка, причём лепестки второго органа превращаются в чашелистики, а тычинки третьего органа — в чашелистики; третий тип мутантов в основном влияет на развитие третьего и четвёртого органов цветка, причём тычинки третьего органа превращаются в лепестки, а чашелистики четвёртого органа — в новый мутантный цветок, органы которого продолжают дифференцироваться внутрь и не прекращают своё развитие, образуя цветок внутри цветка.
Эти три типа мутантов указывают на существование трёх функциональных генов A, B и C, контролирующих развитие двух соседних органов цветка в каждом органе цветка, на основе чего была разработана модель развития органов цветка ABC, успешно объясняющая механизм определения свойств органов цветка. Функциональный ген A в основном контролирует развитие первого и второго органов цветка. При мутации функционального гена A чашелистики первого органа превращаются в чашелистики (пестики), а лепестки второго органа — в тычинки; функциональный ген B в основном влияет на развитие второго и третьего органов цветка. При делеции функционального гена B лепестки второго органа превращаются в чашелистики, а тычинки третьего органа — в чашелистики; функциональный ген C участвует в регулировании развития третьего и четвёртого органов цветка. При делеции функционального гена C тычинки третьего органа превращаются в лепестки, а чашелистики четвёртого органа — в чашелистики. Дальнейший анализ показал, что области действия функциональных генов A и C являются антагонистическими: при делеции функционального гена A функциональный ген C экспрессируется во втором и третьем органах цветка; при делеции функционального гена C функциональный ген A экспрессируется в первом и четвёртом органах цветка. При делеции всех трёх функциональных генов A, B и C первый и четвёртый органы цветка напоминают листовые побеги, а второй и третий органы цветка напоминают гибрид лепестков и тычинок, что говорит о том, что область действия функционального гена B может существовать независимо от функциональных генов A и C.
Впоследствии был идентифицирован новый функциональный ген E, который вместе с функциональными генами A, B и C координирует развитие четырёх органов цветка и модифицирует модель ABC до модели ABCE "квинтет". При конститутивной экспрессии функциональных генов A, B, C и E лист можно превратить в цветочный орган.