Загадочная самонесовместимость - Cryptic self-incompatibility

Скрытая самонесовместимость (CSI) это ботаническое выражение, которое используется для описания ослабленного несовместимость с самим собой (SI) система.[1] CSI - это одно из проявлений смешанная система спаривания в цветущие растения. И SI, и CSI являются признаками, которые увеличивают частоту оплодотворения семяпочек за счет перекрестно пыльца, в отличие от самоопыльца.

Фон

Хотя очевидным продуктом большего ауткроссинга является взаимный результат между системами SI, CSI не следует принимать за любую другую форму истинного SI, такую ​​как обычная гаметофитный SI или же спорофитный SI. Роберт Боуман обрисовал это различие, когда он утверждал, что загадочный SI позволяет получить полный набор семян посредством самоопыления, когда внешняя пыльца ограничена или отсутствует.[2] Было замечено, что CSI является значительным преимуществом для цветковых растений, поскольку позволяет растениям избегать инбридинговая депрессия в их потомстве, когда имеется пыльца ауткроссинга.[3][4] Поскольку этот метод селекции позволяет получить полный набор семян, он считается еще одной формой репродуктивная гарантия. Современное понимание этой системы размножения, которое включает самоопределение пыльцы, обрисовывает в общих чертах гипотезу «лучшего из обоих миров», описанную Боуменом в 1987 году;[2] и позже усовершенствованный и получивший имя Бесерра и Ллойд в 1992 году.[5]

CSI был впервые описан A.J. Бейтманом в 1956 г. как слабая система несовместимости, которая приводит к значительно более высокой доле семян, посеянных ауткроссингом внутри индивидуума, по сравнению с самоопылью, когда оба типа присутствуют на клеймо в равных количествах.[1]

С момента первого документированного наблюдения CSI наше понимание того, как работают эти системы, претерпело несколько уточнений по мере проведения дополнительных исследований. Есть несколько известных механизмов, с помощью которых действует CSI, но обычно его определяют как форму родительского отбора, происходящего после опыления.[6][7] Хотя описаны не все механизмы действия CSI.

Механизмы

Конкуренция пыльцы

Эта форма CSI достигается за счет дифференциального роста пыльцевых трубок. Было замечено, что в среднем пыльцевые трубки от пыльцы, генетически подобной рыльцу, будут расти медленнее, чем пыльцевые трубки от пыльцы, не относящейся к этому типу, известному как внешняя пыльца.[1][3] CSI возникает за счет различения стиллярного типа, так что перекрещивание пыльцевых трубок предпочтительнее собственных пыльцевых трубок на основе дифференциального роста пыльцевых трубок, что приводит к увеличению частоты ауткроссинга по мере увеличения размера пыльцевой нагрузки.[6][8]

Истирание пыльцевой трубки

Истирание пыльцевой трубки Это повреждение пыльцевой трубки, вызванное подавлением роста трубки до того, как может произойти оплодотворение. Это явление - еще один способ действия CSI. Это достигается за счет выхода из строя более высокой доли самопыльных трубок, что в конечном итоге способствует оплодотворению ауткросс-пыльцой.[8] Известно, что этот тип стиллярного ингибирования у цветковых растений, которые обычно самосовместимы, приводит к смешанным системам спаривания.

Рекомендации

  1. ^ а б c Бейтман, А. Дж. (1956). "Загадочная самонесовместимость у желтохвостого: Cheiranthus cheiri L." Наследственность. 10 (2): 257–261. Дои:10.1038 / hdy.1956.22. ISSN  1365-2540.
  2. ^ а б Боуман, Роберт Н. (1987). «Загадочная самонесовместимость и система размножения Clarkia unguiculata (Onagraceae)». Американский журнал ботаники. 74 (4): 471–476. Дои:10.2307/2443826. ISSN  0002-9122.
  3. ^ а б Cruzan, Mitchell B .; Барретт, Спенсер К. Х. (1993). «Вклад криптической несовместимости в систему спаривания Eichhornia paniculata (Pontederiaceae)». Эволюция. 47 (3): 925–934. Дои:10.2307/2410195. ISSN  0014-3820.
  4. ^ Уенояма, Марси К. (1986). «Инбридинг и цена мейоза: эволюция самоопыления в популяциях, практикующих двухродительское инбридинг». Эволюция. 40 (2): 388–404. Дои:10.2307/2408817. ISSN  0014-3820.
  5. ^ Бесерра, Джудит X .; Ллойд, Дэвид Г. (1992). «Зависимое от конкуренции опадение самоопыляющихся цветков Phormium tenax (Agavaceae): второе действие самонесовместимости на уровне всего цветка?». Эволюция. 46 (2): 458–469. Дои:10.2307/2409864. ISSN  0014-3820.
  6. ^ а б Cruzan, Mitchell B .; Барретт, Спенсер К. Х. (2016). «Различение после опыления между самими собой и внешними ковариями пыльцы с системой спаривания самосовместимого цветущего растения». Американский журнал ботаники. 103 (3): 568–576. Дои:10.3732 / ajb.1500139. ISSN  1537-2197.
  7. ^ Гудвилли, Кэрол; Калиш, Сьюзен; Эккерт, Кристофер Г. (2005). «Эволюционная загадка смешанных систем спаривания у растений: возникновение, теоретические объяснения и эмпирические данные». Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики. 36: 47–79. ISSN  1543–592X.
  8. ^ а б Cruzan, Mitchell B .; Барретт, Спенсер К. Х. (1996). «Механизмы постопыления, влияющие на паттерны спаривания и плодовитость: пример из Eichhornia paniculata». Американский натуралист. 147 (4): 576–598. ISSN  0003-0147.