- Campbell reece《Biology》,fifth edition,Pearson Benjamin Cummings
自交不亲合 ( self- incompatibility ) 是部分植物演化出用来避免自身或关系相近的个体的花粉使雌蕊授粉的生理机制,因为大多植物的雌雄生殖器官生长在同一朵花上,容易发生自交而产生较不健康的子代或减少遗传的多样性。
自交不亲合与动物的免疫机制类似,都是用来辨视自己的或非自己的方式,不同的是免疫是为了排除非自身的抗原,而自交不亲合是用来排除来自本身的花粉。自交不亲合有两种方式,第一个方式是配子体自交不亲合 ( gametophytic self - incompatibility ),是由花粉自己阻碍自身的发育的现象,如茄科、蔷薇科和豆科的一些植物,自我辨视使花粉管内的RNA被分解而停止生长或者是雌蕊内的RNA水解酵素进入花粉管,使RNA被水解;第二种方式的阻碍是来自雌蕊的柱头,而柱头是孢子体的一部分,所以叫孢子体自交不亲合 ( sporophytic self- incompatibility ),在十字花科的一些植物中,柱头的自我辨视会使柱头的表皮细胞抑制花粉的萌发。
辨视的能力是来自S基因座 ( S-Locus )上的S基因,植物柱头会分辨花粉的S对偶基因是否与自己相同,不同的对偶基因才会让花粉完成受精,例如当植物是S1S2的基因型的时候,因为花粉是单倍体,所以产生的花粉有S1型与S2型,当这两种花粉落在自己的柱头上时,花粉就不能萌发或萌发一段时间就停止,如果是S2S3基因型的植物产生的花粉在S1S2的基因型的植物柱头上时,S2基因型的花粉会被抑制,只有S3基因型的花粉能够完成受精,而S3S4基因型的植物的两种花粉就都能在S1S2的基因型的植物完成受精作用。S对偶基的的数量在一些物种中更有多达50个不同的对偶基因。
自交不亲合可应用於农业上,如需将两种品种的农作物杂交,但是因为这作物没有自交不亲合,所以可能产生部分自交的子代,所以杂交前要人工移除母系的雄蕊,但如果有技术可把自交不亲合的能力加於此作物,就能减少人力成本,提升产品的竞争力。
参考资料