植物自交不亲和机制的研究进展
芸薹属自交不亲和功能因子及分子机制研究进展
植 物进 化过 程 中产 生 的 阻止 自体 受精 、 进 远 系 繁 促 殖 的一种重要 机制 。 自交 不 亲 和现象 在 显花植 物 中 非 常普遍 ， 估计 存 在于 一半 以上 的显 花植 物 中 。 据 根 花 的形态 ， 可将 ｓ 分 为异型 （ ｅｅｏ ｒｈｃ 和 同型 １ ｈ ｔｒｍｏ ｐ ｉ） （ ｏ ｍｏ ｐ ｉ） 大 类 ， 一 类 中 ， 物 间 亲 和 与 ｈ ｍｏ ｒ ｈｃ 两 前 植 否， 可依 据各 种基 因型植 株 具 有 的 不 同 花 的形 态来 判断， 比如报 春花 、 荞麦 等 ； 一类 中 ， 的形态 特征 后 花 和 亲和性 无 关 ， 被 子植 物 中较 为 普 遍 ， 在 比如甘 蓝 、 白菜等 。另外在 同 型 Ｓ 中 ， Ｉ 根据 花 粉不 亲 和表 型遗 传 控 制方 式 的 不 同 ， 可 分 为 孢 子 体 型 Ｓ ｓ ｏｏ 又 Ｉ（ｐ ｒ— ｐ ｙｉ Ｓ ， Ｓ ） 配 子 体 型 Ｓ ｇ ｍｅｏ ｈ ｔ Ｉ ｈ ｔ Ｉ Ｓ Ｉ 和 ｃ Ｉ（ ａ ｔｐ ｙ ｉ Ｓ ， ｃ ＧＳ ） Ｉ两类 ， 一种 自交 不 亲 和遗 传 型 比后 一 种更 为 前 复杂 ， 受精 的结果 多是 由亲 本 的基 因型决 定 的 。 其 芸 薹属 植 物属 于 典 型 的孢 子 体 自交 不亲 和 ， 这 种 自交不 亲和受 一个 带有 复 等位 基 因的 多态性 ｓ基 因座 （ — ｃ ｓ所 控 制 ， 一个 Ｓ基 因 座上 ， Ｓｌ ｕ ） ｏ 在 可含有 多
自交不 亲和 性 （ｅｆ ｎ ｏ ａｉｉｔ Ｓ ） 显 花 ｓｌ ｉｃ ｍｐ ｔ ｌｙ， Ｉ是 — ｂｉ
个 Ｓ等 位 基 因 （ 亦称 Ｓ单 元 型 ） 目前 芸薹 属 已鉴 定 ， 出１ ０多个Ｓ等位 基 因 ， 甘 蓝 中发 现５ ０ 在 ０多个Ｓ等位 基 因 ， 芜菁 中发 现 ３ 在 ０多个Ｓ等位基 因 。 在这个Ｓ多 基 因家 族 中 ， 含 ３类 基 因 ： ＲＫ（ — ｃ ｓｒｃｐｏ 包 Ｓ Ｓ ｌ ｕ ｅｅ ｔｒ ｏ ｋｎ ｓ ， ｉａ ｅ Ｓ位 点 受 体激 酶 ） Ｓ 、Ｉ Ｇ（Ｓｌｃ ｓｇｙ ｏｐ ｏ — ｕ ｌｃ— ｒ— ｏ ｔｉ ， ｅｎ Ｓ位 点 糖 蛋 白 ） Ｓ Ｒ（ — ｃ ｓｃ ｓｅ —ｉ 及 Ｃ Ｓ ｌ ｕ ｙｔｉ ｒ ｈ ｏ ｎ ｃ
多倍体植物自交不亲和性研究进展
多倍体植物自交不亲和性研究进展【摘要】本文主要介绍了多倍体植物自交不亲和性研究的最新进展。
文章从自交不亲和性的概念和机制入手，介绍了自交不亲和性的定义和作用机制。
然后，探讨了影响自交不亲和性的因素以及常用的研究方法。
接着，详细讨论了自交不亲和性研究的进展，包括相关研究成果和重要发现。
文章还阐述了自交不亲和性在遗传改良中的应用和意义。
综合全文内容可知，多倍体植物自交不亲和性的研究对于促进植物遗传改良具有重要意义，未来的研究方向可以进一步深入探讨其遗传机制及应用潜力，为农业生产提供更多有益信息。
【关键词】多倍体植物、自交不亲和性、研究、概念、机制、影响因素、方法、遗传改良、重要性、未来研究方向。
1. 引言1.1 多倍体植物自交不亲和性研究进展多倍体植物自交不亲和性是指同一个植物个体的花粉与卵细胞结合时，由于一系列的遗传和生理因素导致的结合失败现象。
自交不亲和性对于植物种群的遗传多样性和进化具有重要意义。
随着对多倍体植物自交不亲和性机制的深入研究，人们逐渐认识到这一现象是由于植物自身对杂交的进化选择所形成的，有助于减少有害基因积累并维持遗传多样性。
针对多倍体植物自交不亲和性的研究，科学家们提出了多种假说和模型来解释其产生的原因，例如半载体效应、基因互作、表观遗传等。
通过遗传学、细胞生物学和分子生物学等技术手段的应用，研究人员逐渐揭示了自交不亲和性的分子机制和调控网络。
自交不亲和性的影响因素也逐渐被揭示，如环境因素、植物生长发育状态等均可能对自交不亲和性发挥作用。
在研究方法方面，包括传统杂交实验、分子标记分析、全基因组测序等技术对于多倍体植物自交不亲和性的研究提供了强大的支持。
自交不亲和性的进展研究为植物遗传改良提供了理论基础和实践应用，有助于培育抗逆性强、产量高的新品种。
未来的研究将继续探讨多倍体植物自交不亲和性的机制与调控，为植物遗传育种提供更深入的理论支持。
2. 正文2.1 自交不亲和性的概念和机制自交不亲和性是指在多倍体植物中由于自交结合特定基因座导致的不育现象。
多倍体植物自交不亲和性研究进展
多倍体植物自交不亲和性研究进展【摘要】本篇文章主要围绕多倍体植物自交不亲和性展开研究，引言部分介绍了该领域的研究进展。
接着通过分析多倍体植物自交不亲和性的表现形式、机制、应用、调控途径和遗传学研究，深入探讨了自交不亲和性在多倍体植物繁育中的重要性及相关机制。
结论部分展望了该领域未来的研究方向，希望能够为多倍体植物自交不亲和性的深入研究提供新的思路和方法。
本文对于了解多倍体植物自交不亲和性的机制和应用具有重要参考价值，对于推动相关领域的研究和发展具有积极意义。
【关键词】多倍体植物、自交不亲和性、研究进展、表现形式、机制研究、繁育应用、调控途径、遗传学研究、未来展望。
1. 引言1.1 多倍体植物自交不亲和性研究进展多倍体植物自交不亲和性是植物繁育中一个重要的遗传特性，自交不亲和性的存在可以有效地阻止植物进行自交，从而维持种群的遗传多样性。
随着现代分子生物学和生物技术的发展，对多倍体植物自交不亲和性的研究也取得了新的进展。
自交不亲和性是多倍体植物的一种重要的生殖障碍，其表现形式复杂多样。
一些多倍体植物显示出明显的自交不亲和性，即禁止自花授粉或自花结实，从而减少自交频率；而另一些多倍体植物表现出不完全的自交不亲和性，需要通过其他形式的授粉或受精才能实现杂交。
在多倍体植物自交不亲和性的机制研究方面，研究人员逐渐揭示了一些重要的调控途径和遗传因子。
一些关键基因的突变或表达异常可以导致自交不亲和性的破坏，从而影响植物的生殖成功率。
2. 正文2.1 多倍体植物的自交不亲和性表现形式多倍体植物的自交不亲和性是指植物在自花授粉或异花授粉时，由于一系列的生理和遗传机制而导致受精作用受到阻碍，从而降低了结实率和繁殖成功率。
多倍体植物的自交不亲和性表现形式主要包括以下几个方面：1. 终结子弹性：多倍体植物自交后的子代常常出现不育、畸形或死亡现象，这种自交终结子弹性可以有效地阻止植物通过自花授粉方式进行自交繁殖。
2. 早期自交抑制：多倍体植物在花粉萌发和花粉管生长等早期阶段，其自交受精作用受到抑制，导致自交结实率较低。
多倍体植物自交不亲和性研究进展
多倍体植物自交不亲和性研究进展多倍体植物是指某些植物由两个或更多组染色体构成的生物体，如三倍体、四倍体等。
多倍体植物具有很高的遗传多样性和适应性，被广泛应用于农业和园艺中。
但是，多倍体植物在自交繁殖中存在不亲和性问题，这限制了其生产和繁殖的效率。
因此，多倍体植物自交不亲和性研究一直是植物学领域的热点之一。
多倍体植物自交不亲和性的形成机制还存在争议。
早期研究表明，自交不亲和性可能是由于染色体不分离和不完全复制引起的。
不过，随着分子遗传学和生物化学技术的发展，越来越多的证据表明，多倍体植物自交不亲和性的形成机制与生长素和蛋白质代谢有关。
例如，多倍体植物根尖细胞的生长素水平比二倍体植物低，这可能影响到花器官的形成和发育，从而导致自交不亲和性。
在研究多倍体植物自交不亲和性的过程中，发现了一些相关的基因和调节因子。
例如，S5基因是水稻自交不亲和性的主要调控基因之一，其编码的蛋白质能够与其他蛋白质结合，调控自交不亲和性的表现。
此外，一些研究表明，多倍体植物中某些非编码RNA也可能参与到自交不亲和性的调控中。
近年来，随着遗传和分子生物学技术的不断发展，人们对多倍体植物自交不亲和性的研究取得了很大的进展。
例如，通过转录组和蛋白质组分析，成功鉴定了一些与自交不亲和性相关的基因和代谢通路，并分析了它们在多倍体植物中的功能和作用。
此外，利用基因编辑技术和杂交育种方法，也取得了一些在实践中可行的改良杂交品种。
总的来说，多倍体植物自交不亲和性的研究还有很多问题需要解决，但是随着研究技术和方法的不断更新和完善，相信未来一定会有更多的新进展和发现，为多倍体植物在生产和繁殖中的应用开辟更广阔的前景。
芸薹属植物自交不亲和性研究进展
官 具有 相 同 的 Ｓ基 因时 ， 配不 亲 和 ， 雄双 方 的 交 雌
Ｓ基 因不 同时 交 配能亲 和 。
头表 面 的 胼 胝 质 。其 中 白 菜 （ ｒｓｉ ｏ ｅ－ Ｂ ａｓ ａ ｃｍｐ ｓ ｃ
ｔｉ 等 自交 不 亲 和是 花 粉 在 柱 头 上 能 萌 发 ， 不 ｒ） ｓ 但 能穿 透 柱头 乳 突 细胞 ； 甘 蓝 （ ｒｓｉ ｌ ａ ｅ ） 而 Ｂ ａ ｓ ａｏｅ ｃａ ｃ ｒ 等， 花粉 在柱 头上 不能 正 常萌发 ， 花粉 与 柱 头接触 后， 花粉 和 乳 突 细 胞 胼 胝 质 （ａｌｓ ） 断 积 累 。 ｃｌ ｅ 不 ｏ
的 Ｓ 就 是 由 Ｓ 和 ｚ ２个 位 点 控 制 的 ， 甜 菜 Ｉ 一 一 而
则 为 ４ 因控制 。 基
柱 头不 能 区分 自体或 异体 花粉 ， 实现 自体 受精 。 能
２ 自交 不 亲和 性 的机 理
自交不 亲 和性 （ Ｉ是花 粉 与雌蕊 综 合 作 用 的 Ｓ）
结果 ， 涉及 花粉 识别 和 拒绝过 程 ， 具有 自交 不 亲和
三核 花粉 和 干性 柱 头 ， 粉 的 抑制 作 用 发 生 在 花 花
粉 与柱头作 用 的初期 ， 自交 抑 制并 非 花器 形 态 学
材 料 的亲 和 特性 ， 以便 自花授 粉 和 回交 。 目前 普
遍 认为 ： 自交 不亲 和性 由 Ｓ基 因控制 ， 当雌雄 性器
上或 时 间上 的障碍 ， 是花粉 与 柱头 相互 作用 后 ， 而
（ ｅＮｅｔｎ ｏ ｒ １ ７ ） ｄ ｔａ ｃ ｕ ， ９ ７ 。Ｔ ｋ ｈ ｔ （ ９ ０ 研 究 了 ａ ａ ａａ １ ９ ）
水稻自交不亲和的分子机制研究
水稻自交不亲和的分子机制研究自交不亲和是指在杂交过程中，同一亲本的不同个体之间结合后产生的后代生长受到抑制，并出现株姿矮小，生长缓慢，花荚少等现象。
自交不亲和现象在水稻杂交种子生产中常见，严重影响种子生产和生产效益。
因此，研究水稻自交不亲和的分子机制以及其遗传特征，对于解决水稻自交不亲和问题，提高水稻杂交种子产量和质量具有重要意义。
一、水稻自交不亲和的遗传特征自交不亲和是一种常染色体隐性遗传表现，一般认为属于复杂的多基因遗传病。
从自交系中选出两个自交系，后代表现了自交不亲和的性状，说明存在不亲和因子。
研究表明，在水稻自交不亲和中，不亲和因子主要来自于双亲间的组合遗传。
随着遗传物质的自由组合，可能会出现携带不亲和因子的同源染色体的组合，导致自交不亲和的发生。
因此，在水稻自交不亲和遗传机制中，存在相对稳定的遗传基础，但是否产生不亲和表现，还取决于基因型组合的效应。
二、自交不亲和的分子机制研究通过对水稻自交不亲和基因组学和转录组学的分析，可以得到一些关于自交不亲和的分子机制信息。
研究表明，在自交不亲和中，不同寻常的表观遗传调控机制可能起到重要作用。
进行DNA甲基化和组蛋白修饰的基因调控，可以通过预调节下一代基因表现，从而实现自交不亲和性状的遗传。
此外，还有一些RNA非编码mRNA和miRNA，在自交不亲和过程中的调控机制中发挥重要作用。
三、从分子遗传学到应用随着对水稻自交不亲和的研究不断深入，人们逐渐了解自交不亲和基因在个体遗传特征中的重要影响，也为帮助提高水稻杂交种子质量和产量寻找解决自交不亲和问题的策略提供了可能性。
结合遗传和表型分析，定位和克隆自交不亲和基因为未来提高水稻杂交种子产量和质量的途径之一。
在应用层面，可以从探明自交不亲和机制的基础上开发新的种质资源和转基因技术，从而优化水稻种质，改善自交不亲和现象，实现水稻高效杂交种子的生产和应用。
综上所述，水稻自交不亲和是一个涉及水稻seed 生产和生产效益的重要问题。
植物自交不亲和性分子机理的研究进展
作者简介 ： 国华（９ ０ ， ， 徐 １７ 一）男 江苏盐城人 ， 江苏教育学 院生物系讲 师 ， 南京农 业大学博士研究 生 ， 主要从 事果树 自
交不亲和性分子机 理研 究 ．
维普资讯
第１ 期
豫国华 ， ： 等 植物 自交不亲和性分子机理的研究进展
机制， 第一种就是首先 从茄科 （ｏｎｃ ｅ 植物 中发现 的 Ｓ—Ｒ ａ 系统 Ｊ以后陆续在蔷薇科 （ ｏ ｃ． ｓｌ ａｅ ） ａ ａ Ｎｓ ｅ ， ｔｍ ｅ ｌ ａ）］玄参科（ｅ ｐｕ ｒｅａ） 和桔梗科 （ａ ｐｎ ｅ 、 Ｓ ｈｌｉ ｅ ｍ ａａ ｅ Ｃｍ ａ￣ ） 中也发现这个系统 的存在 ； 另一种是在罂粟
２ 配 子体 型 自交不 亲 和 性
在单一基因位点控制的配子体型 自 文不亲和性反应 中， 目前在分子水平上 已初步阐明了 ２ 种不 同的
收稿 日期 ：０ １ ９ ４ ２０ —０ —０ 基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目（０７６ １ ； 等学校博 士点基 金资助项 目（０ １３７１ ） 江苏教育学 院“ ３ １０ ５） 高 ２０ ０００ ２ ； 十 五” 重点课题和南京 师范大学资源生物重点实验室开放研究 基金 资助项 目
科 （ａａｃｏｅ 中发现 的 ． Ｖｐｖｒ３￣） ｌｌ ２ １Байду номын сангаас科植物 的自交不亲 和性 ．茄
在茄科植物中， 无论是亲和性受粉还是不亲和性受粉， 花粉都会萌发并沿花柱 的引导组织向子房方向生 长， 但是不亲和性花粉管长到花柱总长度的 １ 处时生长停止． 已经对不同基因型的花粉蛋 白进行 了长 ／ ３ 人们 时间的研究 ， 希望从中发现与 ｓ相关 的蛋白质 ， Ｉ 但是到目前为止茄科植物的的花粉 Ｓ 基因产物仍然没有确 定． 就花柱内 Ｓ Ｒ ａ 抑制 自 — Ｎｓ ｅ 花花粉管生长 目 前提出了２ 种模型（ １引 自 图 ， 文献［］ ３并作适当修改） ． 模型 Ｉ 为 只有 Ｓ —Ｒ ａｅ 以通 过 花粉 管 上的 认 Ｎｓ 可 螗 Ｓ Ｎ ￣ －ｍ Ｒ 等位 基因特异性受体进入 ｓ 花粉管 ， 】 而其他的如 是 一
草育种学雄性不育和自交不亲和进展
C. S1显性（ S1>S2）则不亲和
D. 竞争减弱 S1存在削弱S2，S2存在削弱S1，结果为弱亲和。
自交不亲和性的机理
• 花粉决定因子 AhSLF-S • S-核酸酶 S-RNase
A 表达载体
胞质可育基因为N； 核不育基因r； 核可育基因R。
三系配套
质核不育性遗传的复杂性
孢子体不育：花粉的育性受孢子体基因型所 控制。
孢子体基因型为rr 花粉全部败育； 孢子体基因型为RR 花粉全部可育； 孢子体基因型为Rr 产生的花粉中有R也有 r，但均可育，自交后代分离。 如：玉米T型不育系、水稻野败型不育系等
配子体不育
配子体内核基因为R 该配子可育； 配子体内核基因为r 该配子不育。 S(Rr) 后代一半花粉可育
如：玉米M型育胞质基因载于何处？
它如何与核基因相互作用 而导致不育？
光、温敏核不育
﹡水稻光敏核不育材料： 长日照条件下为不育 (＞14h，制种)； 短日照条件下为可育 (＜13.75h，繁种)。 ﹡水稻温敏核不育材料： ＞28℃，不育； ＜23-24℃育性转为正常。
育性恢复基因 花粉致死基因 筛选标记基因
B SPT (seed production technology)技术原理 水稻隐性核不育系（ms/ms)
载体转化
水稻核保持系（ms/MS-SPT)
荧光色选技术
隐性不育系(ms/ms)
核保持系(ms/MS-SPT)
雄性不育(male sterility)的类别
质不育型
目前已在270多种植物中发现
有细胞质雄性不育现象
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植物自交不亲和机制的研究进展
杨红花;秦宏伟
【期刊名称】《泰山学院学报》
【年(卷),期】2009(031)003
【摘要】自交不亲和性的研究是植物生殖生物学和分子生物学研究的热点之一,本文综述了植物自交不亲和性机制的研究进展,主要介绍了在植物界中广泛存在的自交不亲和的两种类型:孢子体型自交不亲和及配子体型自交不亲和,并综述了这两种类型的遗传控制机理以及近年来在分子水平上的研究进展.
【总页数】5页(P81-85)
【作者】杨红花;秦宏伟
【作者单位】泰山学院,生物科学与技术系,山东,泰安,271021;泰山学院,生物科学与技术系,山东,泰安,271021
【正文语种】中文
【中图分类】Q945.6
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