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《基于S核酸酶的自交不亲和性的分子机制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、植物学通报ChineseBulletinofBotany2007,24(3):372-388,www.chinbullbotany.com.综述.基于S-核酸酶的自交不亲和性的分子机制*张一婧,薛勇彪中国科学院遗传与发育生物学研究所,北京100080摘要自交不亲和性是一种广泛存在于显花植物中的种内生殖障碍,可以抑制近亲繁殖而促进异交。其中,以茄科、玄参科和蔷薇科为代表的配子体自交不亲和性是最常见的类型。这类自交不亲和性是由单一的多态性S-位点所控制。目前的研究发现这一位点至少包含两个自交不亲和反应特异性决定因子:花柱中的S-核酸酶和花粉中的SLF(S-LocusF-b
2、ox)蛋白。该文将主要介绍并讨论基于S-核酸酶的自交不亲和性分子机制的研究进展。关键词内吞,F-box,自交不亲和性,泛素张一婧,薛勇彪(2007).基于S-核酸酶的自交不亲和性的分子机制.植物学通报24,372-388.被子植物是地球上分布最广泛的一类植物,其重要产物来决定。也就是说,花粉和花柱的识别是由同处于的特征之一在于它拥有一种在其它植物中所没有的生殖S-位点的2个S-基因来决定的。在不同单倍型器官——花,因而它也被称为显花植物。然而,许多显(haplotype)(如S1,S2,S3,⋯,Sn)中,这2个S-基因存花植物的花都同时拥有雄蕊与雌蕊。显然,这些雌雄
3、同在着一定的多态性,编码着结构相似但不完全等同的花株植物进行自花授粉的可能性非常大,因此可能降低这粉或花柱决定因子(deNettancourt,2001;Takayama一类植物的遗传多样性,不利于其后代个体的生长。为andIsogai,2005)。了避免这种情况的发生,植物采取了多种策略来抑制近在自交不亲和反应中,花粉的遗传背景决定了它是亲繁殖并促进异交,自交不亲和性(self-incompatibility,否能被花柱所接受。根据这种遗传背景的特点,上述5SI)就是其中最为重要的一种。个科植物的自交不亲和可以分为两类:配子体自交不亲自交不亲和性是指可育的雌雄同花植
4、物在自花授粉和(gametophyiticSI,GSI)和孢子体自交不亲和后不能产生合子的现象与机制(deNettancourt,2001)。(sprophyticSI,SSI)。茄科、蔷薇科、玄参科和罂自交不亲和性机制的存在促进了植物遗传多样性的保持,粟科属于配子体自交不亲和,因为它们的花粉亲和与否从而提高了植物应对自然选择的能力和进化潜力。一决定于该花粉(配子体)自身的基因型。也就是说,如果般认为,自交不亲和性的产生可能与被子植物的高度分花粉的基因型(Sx)与花柱(二倍体)的基因型(SxSy)只要有化和广泛分布密切相关。一个相同,那么这粒花粉就不能被该花柱所接受。
5、而在目前分子生物学研究比较多的自交不亲和植物主要十字花科中,花粉的自交不亲和表型是由它们的二倍体分布在5个科:茄科、蔷薇科、玄参科、罂粟科和十亲本(孢子体)的基因型来决定的。这意味着,如果在产字花科(TakayamaandIsogai,2005)。研究表明,这生花粉的亲本植株的两个基因型(如SxSy)中,只要有一5个科的花粉和花柱的识别都是由单一的多态性位点,即个与花柱(二倍体)的某一个基因型相同,那么这些花粉的自交不亲和位点(S-位点)所控制的。当然,自交不亲和萌发或生长就会被该花柱所抑制(deNettancourt,2001;反应的完成,也需要S-位点之外基因产物
6、的参与。然TakayamaandIsogai,2005)(图1)。而,这一过程中识别与作用的特异性是由S-位点的基因茄科、蔷薇科、玄参科和罂粟科植物所拥有的配收稿日期:2006-11-10;接受日期:2007-01-31基金项目:国家自然科学基金(No.30221002)*通讯作者。E-mail:ybxue@genetics.ac.cn张一婧等:基于S-核酸酶的自交不亲和性的分子机制373子体自交不亲和的分子机制也存在着很大的不同。茄统的研究取得了突破性进展,因此,本文将主要讨论茄科科、蔷薇科和玄参科植物的花柱决定因子已经被鉴定类自交不亲和系统的研究进展,相关的工作也
7、可以参考为S-核酸酶(S-RNase)。它们呈现S-单倍型间的高度其它有关文献(KaoandTsukamoto,2004;Takayama多态性,有着类真菌T2型核酸酶结构和核酸酶活性的糖andIsogai,2005;McClure,2006)。蛋白,分子量为30kDa左右。而花粉决定因子则被确认为一类F-box蛋白,可能作为一种泛素连接酶SCF复1花柱SI特异性决定因子S-核酸酶合体(SKP1-CUL1-F-box)的组分识别有待泛素化乃至降解的底物蛋白(KaoandTsukamoto,2004)。在罂粟科通常,根据SI的遗传和生理特性,要分离S-
