芸薹属自交不亲和基因的分子生物学及进化模式

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1、维普资讯http://www.cqvip.com植物学通报2003，20(5)：513～521Chil~seBulletinofBotany薛嘞e综述与专论§9撼芸薹属自交不亲和基因的分子生物学及进化模式①，2何余堂涂金星傅廷栋陈宝元。(华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室，国家油菜改良武汉分中心武汉430070)(陕西省杂交油菜研究中心陕西大荔715105)摘要芸薹属的自交不亲和性是受单基因座、复等位基因控制的孢子体控制型。自交不亲和基因座位(S-locus)是由多个基因组成的复杂区域，称之为S多基因家族，其大多数成员分布于芸薹属的整个染色体组。目前已鉴定

2、出100多个S等位基因，它们的起源分化始于一千万年前。s．座位上存在的多基因有3种：SRK，SLG和SCR／SP11；SRK和SLG在柱头中表达，SCR／SP11在雄蕊中表达。SRK蛋白在识别同类花粉的过程中起主要作用，而SIG蛋白增强了这种自交不亲和反应。SLG与SRK基因中编码S．结构域的核苷酸序列相似性程度高达85％～98％。基因转换可能是SLG和SRK的高度同源性能够得以保持的原因。SRK，SLG和SCR基因紧密相连，并表现出高水平的序列多样性。SRK与SLG基因间的距离很近，在20～25l(b之间。在柱头和花粉中，自交不亲和等位基因之间的共显性关系要

3、比显性和隐性关系更加普遍，这是芸薹属自交不亲和性的一大特点。自交不亲和基因的进化模式存在两种假说：双基因进化模式和中性变异体进化模式；可能存在几种不同的进化方式，它们共同在自然群体中新的s等位基因进化过程中起作用。关键词芸薹属，自交不亲和性，s一基因座，进化模式MolecularBiologyandEvolutionaryModelsofSelf-incompatibleGenesinBrasswaGenus皿Yu．Tang’TUJin_XingFUTing-DongICHENBao-Yuan。(National研LaboratoryofCropGenetic

4、Improvement，Sub-Center砒Improvement，Huazhong^wUniversity，Wuhan430070)(nyb,-／dRapeseedCenterofShaanx／Pray／nee．ShaanxiDali715105)AbstractInBrassica，self-incompatibilitywascontrolledspomphyticallybyasingle，complexS-locus：acomplexregionwithmuhigenes，SO-calledSmuhigenefamily．Mostmembersof

5、S-muhigenefamilydispersedinBrassicagenome．About100S-alleleswereidentifiedandtheirdiferentiationspannedabout10milionyears．11areetypesofgeneswereidentifiedonS—locus：SRK，SLGandSCR／sP11SRKandSLGexpressinstigmaandSCR／SPiiinpollen．SRKproteinplaysthekeyfunctioninrecognizationofself-polenan

6、dSLGenhancesthisfunction．InallSalleles，SLGandS-domainofSRKhasveryhighDNAsequencesimilarity：85％～98％．inthe①国家杰出青年科学基金资助项目(39825117)。作者简介：何余堂，男，1967年1O月生，在读博士生，从事油菜遗传研究，发表论文近2o篇。傅廷栋，博士生导师，教授，中国工程院院士；主要从事油菜杂种优势利用研究，首次发现甘蓝型油菜雄性不育及育成自交不亲和系$271；1991年获国际油菜科学界最高荣誉奖——GcIRC杰出科学家奖。发表论文60余篇。收稿日期

7、：2002-10-23接受日期：21~-02．13责任编辑：孙冬花维普资讯http://www.cqvip.com维普资讯http://www.cqvip.com维普资讯http://www.cqvip.com516植物学通报2o卷个丝氨酸．苏氨酸蛋白激酶催化结构域组成(Steinetal，1991)。对来自甘蓝(B．olerace口)、白菜型油菜(B．rapa／B．carrg~tris)、甘蓝型油菜(B．napu~)等的22个SRK基因的序列数据(Genebank：http：／／www．ncbi．nlm．nib．gov)进行分析，结果如图l所示，Exonl编

8、码．s．结构域，Exon2编码跨膜结构