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显花植物自交不亲和性的分子与演化机制

遗传 2024年第1期46卷 3-17页

作者：赵洪薛勇彪中国科学院遗传与发育生物学研究所北京100101

自交不亲和性(self-incompatibility, SI)是雌雄同花植物广泛采取的一种种内促进异交机制,通常由一个多态且复等位的S位点控制。目前共发现6种不同分子机制的SI,包括由花柱S因子S-RNase和花粉S因子SLFs控制且常见于车前科、茄科、蔷薇... 详细信息

自交不亲和性(self-incompatibility, SI)是雌雄同花植物广泛采取的一种种内促进异交机制,通常由一个多态且复等位的S位点控制。目前共发现6种不同分子机制的SI,包括由花柱S因子S-RNase和花粉S因子SLFs控制且常见于车前科、茄科、蔷薇科和芸香科的I类、SRK和SCR控制的十字花科II类、PrsS和PrpS控制的罂粟科III类、CYP-GLO2-KFB-CCM-PUM控制的报春花科IV类、TsSPH1-TsYUC6-TsBAHD控制的时钟花科V类及HPS10-S和DUF247I-S控制的禾本科VI类SI,其中I类SI为异己识别体系,而II、III和VI类均为自己识别系统。此外,近年来对其起源和演化机制研究也取得显著进展。其中,I类SI起源于真双子叶植物的最近共同祖先,II~V类则为丢失I类后分别进化产生的新机制,而单子叶禾本科特有的VI类SI则可能是在丢失古老I类SI后演化出的新系统。本文主要总结已报道SI的分子和演化机制,以期为显花植物SI的理论研究和育种应用提供参考和帮助。

关键词：显花植物自交不亲和性起源演化自交系杂交育种

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芸苔属植物自交不亲和性S-受体激酶的内吞作用及信号传递网络

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植物生理学报 2012年第3期48卷 211-216页

作者：杨佳李玉花蓝兴国东北林业大学生命科学学院发育生物学研究室哈尔滨150040

文章就芸苔属植物自交不亲和性反应中S-受体激酶的内吞作用以及下游信号传递网络的研究进展作一综述。

关键词：自交不亲和性 S-受体激酶内吞作用 Exo70A1 细胞骨架

甘蓝型油菜自交不亲和性基因遗传分析与初定位

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植物生理学报 2024年第2期60卷 353-362页

作者：谢立人星晓蓉李开祥杜德志青海大学农林科学院西宁810016 青海省春油菜遗传改良重点实验室西宁810016

自交不亲和性是利用油菜(Brassica sp.)杂种优势的途径之一。自交不亲和系杂种有诸如没有不育胞质存在的负效应、恢复源广泛、可获得高质量F1代种子等优点,因此研究调控自交不亲和性的基因对利用油菜杂种优势具有重要意义。以甘白(甘蓝... 详细信息

自交不亲和性是利用油菜(Brassica sp.)杂种优势的途径之一。自交不亲和系杂种有诸如没有不育胞质存在的负效应、恢复源广泛、可获得高质量F1代种子等优点,因此研究调控自交不亲和性的基因对利用油菜杂种优势具有重要意义。以甘白(甘蓝型油菜×白菜型油菜,***×***)杂交选育的甘蓝型油菜自交不亲和系No.234为研究对象,通过遗传规律分析发现No.234不同遗传背景的恢复系的自交不亲和性分别受1、2对隐性基因(BnSI1、BnSI2)控制;利用AFLP(扩增片段长度多态性)标记和BSA-seq(极端性状混池重测序)将自交不亲和基因BnSI1初步定位在A07染色体2 Mb区间内。该研究为进一步定位、克隆BnSI1基因及后续的功能研究提供研究基础。

关键词：甘蓝型油菜自交不亲和性遗传规律分析初步定位分子标记

利用S位点多态性快速测定甘蓝自交不亲和性及其S等位基因系

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Acta Botanica Sinica 2000年第6期42卷 595-599页

作者：朱利泉王小佳西南农业大学农学与生命科学学院重庆400716

根据Ⅰ类和Ⅱ类SLG基因两端序列合成了特异引物 ,对西南农业大学和HRI (HorticultureResearchInterna tional,Wellesbourne)提供的不同亲和指数的甘蓝 (BrassicaoleraceaL .)材料进行了PCR分析。结果表明 :具Ⅰ类SLG基因的材料是强自交... 详细信息

根据Ⅰ类和Ⅱ类SLG基因两端序列合成了特异引物 ,对西南农业大学和HRI (HorticultureResearchInterna tional,Wellesbourne)提供的不同亲和指数的甘蓝 (BrassicaoleraceaL .)材料进行了PCR分析。结果表明 :具Ⅰ类SLG基因的材料是强自交不亲和系 ;具Ⅱ类SLG基因的材料既包括强自交不亲和系 ,也包括弱自交不亲和系。因此 ,Ⅱ类SLG基因的存在可作为区别甘蓝自交亲和系和自交不亲和系的分子标记。进一步用 6种识别 4bp的限制酶对Ⅱ类SLG基因DNA片段进行了RFLP分析 ,HRI的自交不亲和材料和西南农业大学的弱自交不亲和材料具有明显的RFLP多态性 ,被进一步用于鉴定甘蓝弱自交不亲和系内的各S等位基因系。这为利用HRI材料对现有种质进行改良提供了分子依据。

关键词：甘蓝自交不亲和性 S等位基因系 SLG基因多态性

SRK-SCR转基因拟南芥自交不亲和性的研究进展

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植物生理学报 2013年第11期49卷 1113-1120页

作者：郝艾馨蓝兴国王宇李玉花东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040

十字花科植物自交不亲和性(SI)受S-位点(S-locus)编码的SRK和SCR控制,它们分别是柱头和花粉中的SI特异识别因子。野生型拟南芥不具有SI,而近来通过转基因手段将外源SRK-SCR基因转入野生型拟南芥可以使其表现SI,由此建立了一个可用于十... 详细信息

十字花科植物自交不亲和性(SI)受S-位点(S-locus)编码的SRK和SCR控制,它们分别是柱头和花粉中的SI特异识别因子。野生型拟南芥不具有SI,而近来通过转基因手段将外源SRK-SCR基因转入野生型拟南芥可以使其表现SI,由此建立了一个可用于十字花科SI研究的新型模式植物。本文综述了利用这种转基因拟南芥在SI机制及进化方面取得的进展,包括SI新基因的挖掘、候选基因功能分析和拟南芥生殖模式的转变等。

关键词：自交不亲和性拟南芥 SRK SCR

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植物自交不亲和性的分子生物学进展

南京农业大学学报 2006年第4期29卷 119-126页

作者：吴华清张绍铃李晓吴俊南京农业大学园艺学院江苏南京210095

自交不亲和性是植物特异性地识别并拒绝自花或亲缘关系很近的花粉的一种遗传机制,该特异性受S基因座控制。S-RNase介导的配子体型自交不亲和性在被子植物中分布最广泛,在茄科、蔷薇科和玄参科植物上研究比较深入。研究表明,雌雄双方的... 详细信息

自交不亲和性是植物特异性地识别并拒绝自花或亲缘关系很近的花粉的一种遗传机制,该特异性受S基因座控制。S-RNase介导的配子体型自交不亲和性在被子植物中分布最广泛,在茄科、蔷薇科和玄参科植物上研究比较深入。研究表明,雌雄双方的特异性决定因子分别是S基因座中具有多态性的核酸酶和含有F-box结构域蛋白基因,但其他修饰基因也参与其中。本文概括了该类自交不亲和性的研究现状,并根据最新研究进展就其工作模型作进一步探讨,同时简要提出今后的研究方向。

关键词：自交不亲和性 S基因座核酸酶 S基因座F-box蛋白工作模型

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油茶自交不亲和性的解剖特征

林业科学 2015年第2期51卷 60-68页

作者：高超袁德义杨亚王碧芳刘冬明邹锋谭晓风中南林业科技大学经济林培育与保护教育部重点实验室经济林育种与栽培国家林业局重点实验室长沙410004

【目的】比较研究油茶自交与异交授粉后花粉管在雌蕊中生长行为的差异,探明油茶自交不亲和性的类型及特征,进一步认识油茶生殖特性的同时丰富、完善其生殖生物学研究资料,为促进油茶增产提供理论依据和研究基础。【方法】根据花粉管荧... 详细信息

【目的】比较研究油茶自交与异交授粉后花粉管在雌蕊中生长行为的差异,探明油茶自交不亲和性的类型及特征,进一步认识油茶生殖特性的同时丰富、完善其生殖生物学研究资料,为促进油茶增产提供理论依据和研究基础。【方法】根据花粉管荧光显微观察的试验原理并有针对性地结合油茶雌蕊的特点,综合运用荧光显微镜结合经过改良的荧光压片法、荧光切片法和常规石蜡切片法观察油茶雌蕊结构特征和花粉管在雌蕊中的生长情况,运用扫描电镜重点观察油茶自交花粉管发生的不亲和反应特征,对油茶自交不亲和性进行解剖学方面的研究。【结果】油茶为开放型花柱,两边贴合的中空花柱道是花粉管生长通道,由一层特化的内表皮细胞构成,多根花柱在基部合生进而形成子房中的空心中轴胎座。自交与异交授粉后,花粉管在柱头、花柱中部的生长情况无明显差异。到达花柱基部时,自交花粉管生长减缓,大部分生长停滞,只有少数能够长入子房,但最终也在子房中停滞而未能达到胚珠。生长停滞的花粉管末端荧光异常明亮,并伴随出现膨大、分叉、卷曲、折叠、波浪状等形状,呈现出不亲和反应。扫描电镜观察这些异常现象是由于花粉管壁局部加厚。自交花粉管的不亲和反应伴随花柱道内表皮细胞从花柱基部到子房的逐渐紧贴而出现。异交花粉管可顺利进入子房,经珠柄到达珠孔处转弯90°进入胚囊。【结论】通过解剖学结果可明确油茶为自交不亲和性植物,自交不亲和反应发生在花柱基部接近子房处,为合子前期不亲和类型。油茶自交花粉管生长受到抑制的生理、分子机制是今后研究的方向。针对生产中不同油茶品种间座果率不同的现象,探讨各品种间自交不亲和强度存在差异的机制也是研究的重点。油茶自交不亲和性反应发生在中空且花柱道相互贴合较为紧密的花柱基部接近子房处,而却未发生在花柱道间隙相对宽松的花柱中,这一现象是否普遍存在于中空型花柱的自交不亲和性植物中及这一特征是否为山茶属中其他自交不亲和性植物所共有还有待广泛探讨。

关键词：油茶自交不亲和性花粉管

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芸薹属植物自交不亲和性的分子机制

植物学通报 2001年第4期18卷 411-417页

作者：姜立杰曹家树浙江大学蔬菜研究所杭州310029

芸薹属植物自交不亲和性受单一位点的复等位基因控制 ,此位点命名为S位点。它决定柱头表面花粉识别的专一性。S位点糖蛋白基因 (SLG)和S受体激酶基因 (SRK)是控制芸薹属植物花柱自交不亲和性的两个关键因子。本文介绍了编码自交不亲和性... 详细信息

芸薹属植物自交不亲和性受单一位点的复等位基因控制 ,此位点命名为S位点。它决定柱头表面花粉识别的专一性。S位点糖蛋白基因 (SLG)和S受体激酶基因 (SRK)是控制芸薹属植物花柱自交不亲和性的两个关键因子。本文介绍了编码自交不亲和性的S位点的SLG、SRK和花粉S基因的鉴定、结构及功能 ,并对其信号传导途径的可能机制做了简要概述。

关键词：芸薹属自交不亲和性 SLG SRK 花粉K基因信号传导分子机制

转MLPK反义基因对甘蓝自交不亲和性的影响

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园艺学报 2015年第2期42卷 252-262页

作者：何绍敏李春雨兰彩耘邹敏任雪松司军李成琼宋洪元西南大学园艺园林学院南方山地园艺学教育部重点实验室重庆市蔬菜学重点实验室重庆400715

对反义MLPK基因在甘蓝柱头特异启动子SLR的驱动下,通过农杆菌介导转化法将其导入高度自交不亲和甘蓝材料‘TF’。转基因甘蓝T0代植株定量PCR分析结果显示,不同的转MLPK反义基因单株内源MLPK m RNA积累量具有明显差异,其中转基因植株花... 详细信息

对反义MLPK基因在甘蓝柱头特异启动子SLR的驱动下,通过农杆菌介导转化法将其导入高度自交不亲和甘蓝材料‘TF’。转基因甘蓝T0代植株定量PCR分析结果显示,不同的转MLPK反义基因单株内源MLPK m RNA积累量具有明显差异,其中转基因植株花期柱头内源MLPK m RNA积累量明显低于野生型对照。花粉原位萌发的荧光显微镜观察结果显示,转基因甘蓝植株花期自交后,吸附在柱头上的花粉粒大量萌发,且穿过柱头的花粉管明显增加,并导致花期自交结籽数上升,转基因植株花期和蕾期自交亲和指数均明显高于野生型对照植株。结果表明,下调MLPK基因表达能部分打破甘蓝自交不亲和,提高其花期自交结籽能力。

关键词：甘蓝自交不亲和性反义MLPK基因