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文档介绍：自交不亲和是一种植物界常见的现象
自交不亲和是开花植物中广泛存在的一种柱头不接受自身花粉的现象。自交不亲和研究的实质雄性花粉和雌性柱头的是细胞间的相互作用机制。
达尔文发现的自交不育性,形态学证据。
达尔文认为是花粉和柱头的一些变异导致自交的不育性,他观察了多种植物存在这种现象。
十九世纪初解释自交不育性的模型
自交不亲和的植物及分类
自交不亲和
异态型—孢子体型
亚麻科
栊牛儿科
蓼科
报春花科
同态型
孢子体型
十字花科
旋花科
配子体型
禾本科
***科
蔷薇科
茄科
车前草科(玄参科)
柱头
?
?
识别自我or识别非我?
花粉
十字花科和***科
低等真核生物和茄科植物
如何阻止自我?
花粉管伸长
如何实现自交?
花粉管伸长
识别自我的机制
十字花科:
雄性S位点编码SP11( S-locus protein 11 )雌性编码SRK( S-locus receptor kinase )。
在SPII和SRK之间存在着S-haplotype的特异性互作,如I-labeled-S8-SP11与S8-haplotype膜有很强的结合能力与S9-haplotype的膜却没有强烈结合能力。而且S8-SPII与S8-SRK以及S8-haplotype膜表面的一个60- kDa的蛋白直接结合。
十字花科植物识别自我的机制:自身的柱头S-决定基因表达的SP11和可以与自身花粉的细胞膜表面的SRK识别并结合而进入花粉内部发挥作用。而非自身的SP11无法进入花粉细胞内部发挥作用。SRK可以激活下游的ARC1,ARC1可能参与E3泛素转移酶,泛素化降解与花粉发芽花粉管伸长相关的蛋白。MLPK(M locus protein kinase)是一种细胞质受体激酶,它处于信号系统上游激活促进自交不亲和的反应。
***科:
雄性S位点编码PrpS(P. rhoeas pollen S),雌性S位点编码PrsS(P. rhoeas stile S)。
现阶段的研究已经发现了PrpS与PrsS的互作,提高花粉管中Ca+含量从而引起细胞凋亡造成自交不亲和现象。
柱头分泌的PrsS与花粉膜上的PrpS特异性的结合,启动膜表面的Ca2+通道,Ca2+在短时间内骤增引起下游反应,最终引起细胞凋亡。