植物胚胎發生是從單細胞合子建立完整體軸和組織系統的過程。擬南芥（Arabidopsis thaliana）因其高度規則的細胞分裂模式和豐富的突變體庫，成為研究植物胚發育的首選模型。
合子極性與第一次分裂
合子的第一次分裂將頂端（apical）和基端（basal）命運分開。此不對稱分裂受 auxin 極性分布驅動：受精前，卵細胞中 YDA（YODA，MAPKKK）通路處於低活性→維持靜止；受精後，精子帶入的 SSP（SHORT SUSPENSOR, RLCK 激酶）活化 YDA→YDA 通路在基端細胞中高活性→指定懸垂器命運（Bayer et al., 2009, Science）。YDA 敲除導致懸垂器缺失和胚軸異常。
PIN7 在合子和早期胚中的極性分布將 auxin 向頂端運輸，建立頂端 auxin maximum 後 PIN1 在球形期反轉方向將 auxin 向基端運輸——這個「PIN 反轉」是根端原基建立的觸發事件（Friml et al., 2003, Nature）。
分子軸性建立
頂-基軸建立後，軸性的維持和精煉依賴轉錄因子的互相抑制：
（1）頂端：HD-ZIP III 家族（PHB/PHV/REV）標記頂端/向軸命運。miR165/166 從基端/遠軸側限制 HD-ZIP III 的表達範圍（Emery et al., 2003, Curr Biol）。
（2）基端/根：PLETHORA（PLT1/PLT2）AP2 家族轉錄因子由 auxin maximum 通過 ARF 通路誘導，構成根幹細胞微環境的主要轉錄調控子（Aida et al., 2004, Cell）。PLT 蛋白的梯度（高→低 = 幹細胞→分裂→分化）與 auxin 梯度共線性，提供根的「位置資訊」。
（3）徑向軸：球形期起 ATML1/PDF2（L1-specific HD-ZIP IV）限制在原表皮→指定表皮身份；SHR 從前維管束中柱向外移動一層→被 SCR 扣留→指定內皮層。此徑向分化在胚 globular stage 就已建立。
子葉對稱性與 CUC 邊界基因
雙子葉植物胚在心形期建立雙側對稱。CUC1/CUC2（CUP-SHAPED COTYLEDON，NAC 家族轉錄因子）在子葉邊界表達，被 miR164 調控（Laufs et al., 2004, Development）。CUC 活化 STM（SHOOT MERISTEMLESS）在子葉之間維持 SAM 的未分化狀態。cuc1 cuc2 雙突變→子葉融合為杯狀→SAM 缺失。auxin 向子葉原基的匯聚（PIN1 極性驅動）與 CUC 的邊界限制互相配合建立正確的雙側對稱。
胚成熟與休眠的表觀遺傳調控
胚成熟期，LEC1（LEAFY COTYLEDON 1, HAP3/NF-YB 家族）和 LEC2（B3 域轉錄因子）活化種子儲存蛋白（SSP）基因和 ABA 合成基因。成熟後，VAL1/VAL2（B3 抑制子）招募 PRC2 沉積 H3K27me3 於 LEC1/LEC2/FUS3 基因座，建立「種子→營養生長」的表觀遺傳開關（Suzuki & McCarty, 2008, Plant Physiol）。缺乏此沉默機制的突變體（如 pkl）在營養生長階段仍異位表達胚成熟基因→產生體細胞胚（somatic embryo）。
體細胞胚發生與再生
在適當的 auxin 處理下，擬南芥的體細胞可活化胚發育程式。BABY BOOM（BBM, AP2/ERF 家族）和 WUSCHEL 是體細胞胚發生的關鍵啟動因子——BBM 過表達可不需外源荷爾蒙就誘導體細胞胚（Boutilier et al., 2002, Plant Cell）。BBM 直接活化 LEC1/LEC2，重啟胚成熟程式。這項知識在農業上用於基因型難再生作物（如穀類）的遺傳轉殖（Lowe et al., 2016, Plant Cell）。