显花植物自体和异体花粉识别的分子机理研究(英文)

显花植物的受精涉及许多识别过程;其中第一个是雌性生殖组织心皮对花粉的识别。自交不亲和性（Ｓｅｌｆ－ｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ,ＳＩ）是一种广泛分布于显花植物的种内生殖障碍。在多数自交不亲和的植物中,ＳＩ的遗传控制比较简单,受控于一个由复等位基因构成的单一位点,称为Ｓ位点。在以茄科、玄参科和蔷薇科为代表的配子体自交不亲和植物中,Ｓ位点编码一类核酸酶,即Ｓ核酸酶（Ｆｉｇ．１）,控制ＳＩ在花柱中的表达,但是与花粉自交不亲和性的表达无关。后者可能由与Ｓ核酸酶不同的基因控制,这种基因常被称为花粉Ｓ基因。它是目前了解显花植物花粉识别生化和分子机理的关键。近来;通过对影响花粉ＳＩ表达突变体的分子遗传分析提出了一个花粉Ｓ基因产物如何与Ｓ核酸酶相互作用完成自体和异体花粉识别过程的模型（Ｆｉｇ．２）。另外,描述了两个在金鱼草中克隆花粉Ｓ基因的方法,即Ｓ位点选择性的转座子标记和图位克隆。     

植物花粉S基因及其应用研究进展

自交不亲和性(self-incompatibility)研究是探讨植物遗传机制和植物育种的重要基础.在显花植物中,配子体自交不亲和由花柱S基因S-RNase和花粉S基因两个基因控制,这两个基因都具有较高的多态性和序列多样性的特征.花粉自交不亲和性是由花粉特异表达的F-box基因控制,命名为SFB(S haplotype-specific F-box protein)基因,并认为它就是花粉S基因的首选.就SFB基因的克隆、结构特点和作用机理以及应用予以综述.     

花粉——雌蕊相互作用的分子基础

显花植物授粉过程包含了花粉与雌蕊一系列复杂的细胞间相互作用。花粉在柱头上必须发生粘附与水合作用后才能萌发,花粉胞被蛋白可能在粘附机制中起主要作用,而水孔蛋白调节了花粉的水合过程;花粉管在花柱引导组织中定向生长,受引导组织胞间质、向化性物质及细胞粘附机制等因素的影响,也与花粉受体及子房有关。在植物的自交不亲和性反应中,配子体型自交不亲和性反应主要是由自交不亲和基因蛋白产物降解花粉RNA或以Ca^2 介导的信号级联反应实现的;孢子体型自交不亲和性反应则依赖于干性柱头以及雌蕊的S受体激酶及S位点糖蛋白与花粉S基因配体之间的相互作用。     

基于S-核酸酶的自交不亲和性的分子机制

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-Locus F-box）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。     

基于S- 核酸酶的自交不亲和性的分子机制

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-Locus F-box)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。     

植物自交不亲和基因研究进展

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,对自交不亲和基因和蛋白质的深入研究是解析自交不亲和性机理的关键.对控制孢子体自交不亲和性和配子体自交不亲和性的S基因及其蛋白质产物的分子生物学研究进展进行了综述.孢子体自交不亲和性植物S位点上至少存在3个基因,即SLG、SRK和SCR基因.其中SLG、SRK基因控制雌蕊自交不亲和性,而SCR控制花粉自交不亲和性.配子体自交不亲和植物雌蕊S基因产物为S-RNase,具有核酸酶活性;配子体自交不亲和植物花粉S基因产物尚未找到.     

芸苔属植物自交不亲和性的分子机制

芸薹属植物自交不亲和性受单一位点的复等位基因控制,此位点命名为S位点。它决定柱头表面花粉识别的专一性。S位点糖蛋白基因（SLG）和S受体激酶基因（SRK）是控制芸薹属植物花柱自交不亲和性的两个关键因子。本文介绍了编码自交不亲和性的S位点的SLG、SRK和花粉S基因的鉴定、结构及功能,并对其信号传导途径的可能机制做了简要概述。     

芸薹属植物自交不亲和性的分子机制

芸薹属植物自交不亲和性受单一位点的复等位基因控制,此位点命名为S位点,它决定柱头表面花粉识别的专一性,S位点糖蛋白基因（SLG）和S受体激酶基因（SRK)是控制芸薹属植物花柱自交不亲和性的两个关键因子,本文介绍了编码自产不亲和性的S位点的SLG,SRK和花粉S基因的鉴定,结构及功能,并对其信号传导途径的可能机制做了简要概述。     

配子体自交不亲和植物花粉S基因研究进展

配子体自交不亲和植物的自交不亲和性是由雌蕊自交不亲和因子和花粉自交不亲和因子相互作用的结果。目前已经分离和鉴定了雌蕊自交不亲和基因及其表达产物。最近从金鱼草、Prumusdulcis、梅等植物中分离的F-box基因,它具有花粉S基因特点,即在花药、成熟的花粉和花粉管中特异表达;在基因位置上,与S-RNase基因紧密连锁;不同物种或同一物种不同品种F-box基因间核苷酸和氨基酸序列上存在高度多态性。通过分子生物学方法和杂交授粉试验证明所分离的F-box基因是花粉自交不亲和基因,但目前尚未分离出该类基因相应的表达蛋白。主要综述了配子体自交不亲和植物花粉自交不亲和基因的发现、基因的结构、雌蕊自交不亲和因子和花粉自交不亲和因子相互作用的模型。     

高等植物自交不亲和性的分子生物学

自交不亲和性是大多数高等植物防止近亲繁殖的一种遗传屏障。它涉及受精时雄配子（花粉）和雌蕊之间的相互作用。目前,已经分离获得了编码控制雌蕊自交不亲和性的Ｓ基因。在孢子体型自交不亲和的芸苔属中,雌蕊Ｓ基因编码Ｓ位点糖蛋白（ＳＬＧ）和Ｓ受体激酶（ＳＲＫ）。它们可能与磷酸化和去磷酸化参与了的某种信号传递有关,最后导致自交花粉生长的抑制。在配子分配体型自交不亲和的茄科中,雌蕊Ｓ位点糖蛋白为一种核糖核酸酶,称为Ｓ－核酸酶（Ｓ－ＲＮａｓｅ）。自交不亲和反应与Ｓ－核酸酶引起的花粉管ＲＮＡ降解有关,并且可能通过花粉管特异性地摄入Ｓ－核酸酶或者花粉管内存在的特异性的核酸酶抑制剂的作用,达到对自交花粉生长的抑制。另外,从配子体型自交不亲和的罂粟中,分离到了与芸台属和茄科不同的雌蕊Ｓ基因,其作用机理可能与Ｃａ＋＋参与的信号传递有关。     

芸薹属中自交不亲和反应的信号转导

自交不亲和现象在芸薹属(Brassica)植物中普遍存在,芸薹属中表现的是典型的孢子体型自交不亲和性.单元特异性的S位点受体激酶(SRK)基因和S位点花粉胞被蛋白(SCR/SP11)发生识别后,一系列相关蛋白-臂重复蛋白(ARC1)、M位点蛋白激酶(MLPK)等,引发了自交不亲和反应信号的传导,最终产生自交不亲和反应.文章就这方面的研究进展作介绍.     

罂粟科植物自交不亲和反应中信号转导的研究进展

自交不亲和性是植物特异性地识别并拒绝自花或亲缘关系很近的花粉的一种遗传机制,该特异性受S基因座控制.在前人的研究基础上总结了罂粟科植物自交不亲和反应过程中信号转导的研究进展,将参与其信号级联反应的信号分子分为与S-位点连锁(包括花柱S-蛋白和花粉S-受体)和不连锁的信号分子(Ca2+、p26、p68、MAPK、细胞骨架以及PCD),并综述了各个信号分子之间的相互作用.     

花粉—雌蕊相互作用的控制机理

本文介绍了近年来在花粉—雌蕊相互作用的控制机理及发育调控中取得的一些进展。花粉与雌蕊的识别由一系列不亲和基因所控制的专一性糖蛋白所介导。在花成熟后期这些基因开始表达,合成大量的S蛋白质,从而植物获得自交不亲和的特性。雌蕊S蛋白质位于柱头或花柱中,它们能抑制自交不亲和花粉管生长。     

植物的生殖讲座（五）：被子植物的自交不亲和性

自交不亲和性广泛存在于被子植物中,同形花与异型花均存在自交不亲和性。受精的障碍可发生在花粉萌发、花粉管进入柱头、花粉管在花柱中生长及进入胚囊中等不同阶段和部位。不亲和性由孢子体系统或配子体系统控制。用转基因技术研究发现甘蓝的ＳＬＧ启动子能控制配子体型和孢子体型的表达。配子体自交不亲和的Ｓ基因产物具有核酸酶的活性,能选择性地破坏不亲和花粉管的ＲＮＡ。本文简介了克服自交不亲和性的方法及自支不亲和性的利用。     

SRK-SCR转基因拟南芥自交不亲和性的研究进展

十字花科植物自交不亲和性（SI）受墨位点（S-locus）编码的sRK和sCR控制,它们分别是柱头和花粉中的sI特异识别因子。野生型拟南芥不具有sI,而近来通过转基因手段将外源艘K—scR基因转入野生型拟南芥可以使其表现sI,由此建立了一个可用于十字花科sI研究的新型模式植物。本文综述了利用这种转基因拟南芥在SI机制及进化方面取得的进展,包括sI新基因的挖掘、候选基因功能分析和拟南芥生殖模式的转变等。     

显花植物自交不亲和性的分子与演化机制

自交不亲和性(self-incompatibility, SI)是雌雄同花植物广泛采取的一种种内促进异交机制,通常由一个多态且复等位的S位点控制。目前共发现6种不同分子机制的SI,包括由花柱S因子S-RNase和花粉S因子SLFs控制且常见于车前科、茄科、蔷薇科和芸香科的I类、SRK和SCR控制的十字花科II类、PrsS和PrpS控制的罂粟科III类、CYP-GLO2-KFB-CCM-PUM控制的报春花科IV类、TsSPH1-TsYUC6-TsBAHD控制的时钟花科V类及HPS10-S和DUF247I-S控制的禾本科VI类SI,其中I类SI为异己识别体系,而II、III和VI类均为自己识别系统。此外,近年来对其起源和演化机制研究也取得显著进展。其中,I类SI起源于真双子叶植物的最近共同祖先,II～V类则为丢失I类后分别进化产生的新机制,而单子叶禾本科特有的VI类SI则可能是在丢失古老I类SI后演化出的新系统。本文主要总结已报道SI的分子和演化机制,以期为显花植物SI的理论研究和育种应用提供参考和帮助。     

芸苔属植物自交不亲和性及其机理研究进展

自交不亲和性广泛存在于芸苔属植物当中,有着防止自交衰退等作用,在育种工作中意义重大。本文综述了芸苔属植物自交不亲和性及其表现,自交不亲和内在机制,如S复等位基因及相互作用,S位点糖蛋白,S多基因家族,S位点受体激酶,蛋白质可逆磷酸化等。     

芸苔属植物自交不亲和性及其机理研究进展

自交不亲和性广泛存在于芸苔属植物当中,有着防止自交衰退等作用,在育种工作中意义重大。本文综述了芸苔属植物自交不亲和性及其表现,自交不亲和内在机制,如S复等位基因及相互作用,S位点糖蛋白,S多基因家族,S位点受体激酶,蛋白质可逆磷酸化等 。     

高等植物自交不亲和性的分子生物学

自交不亲和性是大多数高等植物防止近亲繁殖的一种遗传屏障。它涉及受精时雄配子（花粉）和雌蕊之间的相互作用。目前,已经分离获得了编码控制雌蕊自交不亲和性的Ｓ基因。在孢子体型自交不亲和的芸苔属中,雌蕊Ｓ基因编码Ｓ位点糖蛋白（ＳＬＧ）和Ｓ受体激酶（ＳＲＫ）。它们可能与磷酸化和去磷酸化参与了的某种信号传递有关,最后导致自交花粉生长的抑制。在配子分配体型自交不亲和的茄科中,雌蕊Ｓ位点糖蛋白为一种核糖核酸酶,称     

蔷薇科植物S-RNase特异性区域分析

S-RNase在配子体型自交不亲和性反应中起关键作用,HV区段被认为是雌蕊与花粉间特异识别的关键部位。应用生物信息学方法,对蔷薇科植物的S-RNase序列分析,并对HV区段一级结构邻近区和空间邻近区作物理化学性质分析,发现HV区C端的一段氨基酸序列符合蛋白质相互作用位点的特征;HVP区也是一个多态性区段,可能参与分子识别过程。因此,蔷薇科植物中,S-RNase与花粉S基因产物的作用方式可能为S-RNase的HVC区与花粉S基因产物先非特异性结合,再以HV区和HVP区进行分子间特异识别。