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（ｅｅｏｒｈｃ和同型１ｈｔｒｍｏｐｉ）（ｏｍｏｐｉ）大类，一类中，物间亲和与ｈｍｏｒｈｃ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Ｓｓｏｏ又Ｉ（ｐｒ— ｐｙｉＳ，Ｓ）配子体型ＳｇｍｅｏｈｔＩｈｔＩＳＩ和ｃＩ（ａｔｐｙｉＳ，ｃＧＳ）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（ — ｃｓ所控制，一个Ｓ基因座上，Ｓｌｕ）ｏ在可含有多
自交不亲和性（ｅｆｎｏａｉｉｔＳ）显花ｓｌｉｃｍｐｔｌｙ，Ｉ是 — ｂｉ
个Ｓ等位基因（亦称Ｓ单元型）目前芸薹属已鉴定，出１０多个Ｓ等位基因，甘蓝中发现５０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（ — ｃｓｒｃｐｏ包ＳＳｌｕｅｅｔｒｏｋｎｓ，ｉａｅＳ位点受体激酶）Ｓ、ＩＧ（Ｓｌｃｓｇｙｏｐｏ — ｕｌｃ— ｒ— ｏｔｉ，ｅｎＳ位点糖蛋白）ＳＲ（ — ｃｓｃｓｅ —ｉ及ＣＳｌｕｙｔｉｒｈｏｎｃ

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

花粉管生长受到抑制而发生。受抑制的部位是柱
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（ｒｓｉｏｅ－Ｂａｓａｃｍｐｓｃ
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（ｒｓｉｌａｅ）而Ｂａｓａｏｅｃａｃｒ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。ｃｌｅ不ｏ
的Ｓ就是由Ｓ和ｚ２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
（ｅＮｅｔｎｏｒ１７）ｄｔａｃｕ，９７。Ｔｋｈｔ（９０研究了ａａａａ１９）

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（９０，，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（ｏｎｃｅ植物中发现的Ｓ—Ｒａ系统Ｊ以后陆续在蔷薇科（ｏｃ．ｓｌａｅ）ａａＮｓｅ，ｔｍｅｌａ）］玄参科（ｅｐｕｒｅａ）和桔梗科（ａｐｎｅ、ＳｈｌｉｅｍａａｅＣｍａ￣）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：０１９４２０ —０ —０基金项目：国家自然科学基金资助项目（０７６１；等学校博士点基金资助项目（０１３７１）江苏教育学院“ ３１０５）高２００００２；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￣）ｌｌ２１Байду 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ＳＲａ抑制自 — Ｎｓｅ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 —Ｒａｅ以通过花粉管上的认Ｎｓ可螗ＳＮ￣－ｍＲ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

A. 独立（ S1=S2）则不亲和 B. S1 隐性（S1<S2）则亲和，后代基因型为S1S1+S1S2
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

苹果自交不亲和性研究进展

山西农业科学苹果自交不亲和性研究进展张彦琳张彦昌赵德英阳泉市园林管理局山西阳泉山西农业大学原平农学院山西原平沈阳农业大学园艺学院辽宁沈阳摘要在简要介绍植物自交不亲和性的类型特点及生理调控机制的基础上着重对苹果自交不亲和性的研究进行了综述内容包括花柱内花粉管生长特点花柱糖蛋白的特性和作用机理及分子生物学研究并对今后的工作提出了建议
到了不可低估的作用引。
１植物自交不亲和类型及其表现
一
般认为，自交不亲和分为两种类型，即配和性广泛存在于显花植物中。据报道，自然界中子体自交不亲和性（ａｔｐｙｉｓｌ—ｉｃｍａｇｍｅｈｔｅｎｏｐｔｏｃｆ —
已经在７４科２０属约３００种以上的显花植物ｉｉｔ，ＧＩ和孢子体自交不亲和性（ｐｒｐｙｃ５０ｂｌｙＳ）ｉｓｏｏｈｆｉ中发现了自交不亲和现象ｌ。Ｓ作为植物白花ｓｌ— ｎｏｐｔｉｙＳＩ。配子体自交不亲－２ＩＪｅｉｍａｂｉ，Ｓ）ｆｃｉｌｔＪ
（．ａｇｕｎＣｔＧｒｅｎｇｍｅｔｕｅｕＳａｘｒｖｅＹｎｑａ４００Ｃｉａ１ＹｎｑａｉａｄｎＭａａｅｎｒ，ｈｎｉｏｉ，ａｇｕｎ０５０，ｈｎ；ｙＢａＰｎｃ
２ＹａｐｎｇｉｕｔｒｌＣｌｇ，ｈｎｉｇｉｕｔｒｌＵｗｍｉＹａｐｎ３１０，ｈｎ；．ｕｎｉｇＡｒｌａｏｌｅＳａｘｒｌｕａｎｅｔｕｎｉｇ０４０ＣｉｃｕｅＡｃｙ，ａ

芸薹属蔬菜自交不亲和性克服方法研究进展

０１０，ｈｎ）７００Ｃｉａ
Ａｂｓｒｔ：ｅｆｉｃｍｐａｉｉｉｙｉｏｔａｃＳｌ－ｎｏｔｂｌｔｓｃｍｍｏｎＢｒｓｓｃｔｅｓｅｅｔｎｇｏｒｄｉｅｒｒｖｒｏａｏｅｃｎｃ．ｈｅｓｅｄｓｔｉｇｉｎｉａｓｉａ，ｈｅｄｓｔｉｆｉｅｓｚｏｏｅｙｌｗｔｆｒｓｅｅＳｏｔｅｅｔｎｓｎｂｌ
了近年来克服甘蓝、白菜和油菜自交不亲和的物理和化学方法，大以为相关技术人员参考。关键词：薹属；芸自交不亲；服方法克中图分类号：６文献标识码：ＤＩ码：０３６／ｉｎ１０ — ５０２１．２３￥３ＡＯ编１．９．ｓ．６６０．００．２９ｊｓ０１０
（．１河北省科技程学校，北保定０１０；．河７０１２河北农业大学园艺学院，河北保定０１０）７０１
摘
要：薹属白交不亲和性较为普遍，期自交则不能结籽或结籽率极低，芸花在育种中影响种子产量。为了提高种子产量，述综
（１ＨｅｅｃｅｃｎｇｎｅｉｇＣｏｌｇＢａｄｎＨｅｅ０００，ｉａ；．ｌｅｅｏｒｉｕｔｒＡｇｉｕｒｌｉｅｓｔｆｂｉＢａｄｉｇ，ｂｉ．ｂｉｉｎｅａｄＥｎｉｅｒｎｌｅｅ，ｏｉｇ，ｂｉ７１０Ｃｈｎ２ＣｏｌｇｆＳＨｏｔｌｅ，ｒｃｈｕａｖｒｉｙｏｅ，ｏｎＨｅｅｃｕＵｎＨｅ

植物自交不亲和分子机理研究的一些进展

植物自交不亲和分子机理研究的一些进展自交不亲和是指植物在自花授粉时，由于某些分子机制的作用，导致花粉无法成功结合在雌蕊的柱头上，从而阻碍了花粉的萌发和胚珠的受精。

这种现象在许多植物中都存在，并且对植物的繁殖和遗传多样性起着重要的影响。

近年来，科学家们对植物自交不亲和分子机理进行了广泛的研究，并取得了一些重要的进展。

首先，研究人员发现，植物自交不亲和与花粉表面的配体-受体相互作用有关。

在自花授粉过程中，花粉表面的配体分子与雌蕊柱头上的受体分子相互作用，进而促使花粉结合在柱头上。

然而，在自交不亲和的植物中，配体-受体相互作用被抑制或失效，导致花粉无法成功结合。

研究人员通过对植物中相关基因的功能分析和突变体的研究，发现一些关键基因会影响配体-受体的相互作用，从而导致自交不亲和的现象。

其次，研究人员还发现，植物自交不亲和与花粉萌发和胚珠发育过程中的信号通路有关。

在自花授粉过程中，花粉通过萌发和胚珠发育来完成受精过程。

然而，在自交不亲和的植物中，这些过程会受到一些调控因子的干扰，从而导致花粉无法成功萌发和胚珠无法正常发育。

研究人员通过对自交不亲和植物中相关基因的研究，发现一些关键信号通路的调控因子，如激素和蛋白激酶等，在自交不亲和中起到了重要的作用。

此外，最近的研究还发现，植物自交不亲和与表观遗传机制有关。

表观遗传是指在基因组DNA序列不变的情况下，通过DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等方式调控基因表达的现象。

研究人员发现，在自交不亲和植物中，一些关键基因的表观遗传调控发生了变化，导致这些基因的表达水平发生了变化，进而影响了自交不亲和的表现。

这些研究为进一步揭示植物自交不亲和的分子机制提供了新的方向。

综上所述，近年来对植物自交不亲和分子机理的研究取得了一些重要的进展。

通过对配体-受体相互作用、信号通路和表观遗传等方面的研究，科学家们揭示了一些关键基因和分子机制在植物自交不亲和中的作用。

这些研究有助于我们更好地理解植物的繁殖和遗传多样性，为植物育种和遗传改良提供了理论基础。

菊科、豆科和禾本科自交不亲和分子机制研究

菊科、豆科和禾本科自交不亲和分子机制研究本文讨论了菊科、豆科和禾本科植物中自交不亲和分子机制的研究。

文中首先介绍了自交不亲和机制，并对此进行了详细的分类，即自交抑制表达（SIL）和自交抑制进化（SIE），并对两者进行了比较。

其次，结合实验，分别介绍了菊科、豆科和禾本科植物的自交不亲和分子机制研究。

文章最后总结了这些植物物种的分子机制研究发现，以及相关研究进展，并对未来的研究方向提出了建议。

自交不亲和分子机制是指当同一物种的种群中存在亲本雌雄交配以及通过等位基因变异形成自交后会出现特定的局限性表现的生物学现象。

这种现象首先在植物中发现，它是一种在自然界中有效阻止自交繁殖的机制，它可以帮助物种保护和维持遗传多样性。

自交不亲和分子机制可以被划分为自交抑制表达（SIL）和自交抑制进化（SIE）。

这两种机制有一个共同的特点，即随着植物的进化，抗自交能力会逐渐变强。

SIL指的是在自交时，自交繁殖的相关基因被抑制，使自交无法顺利进行，从而阻止自交繁殖的发生。

SIE指的是随着植物的进化，其遗传多样性增加，形成不同的“抗自交”基因型，使自交无法顺利进行，从而阻止自交繁殖的发生。

菊科植物的自交不亲和分子机制研究表明，菊科物种的自交不亲和分子机制主要来自于SIL和SIE的联合作用。

实验表明，菊科物种主要使用SIL机制，其中重要的调控基因主要是S-类雌配子和S-类抗雌配子，这两种基因能够有效抑制菊科植物的自交繁殖。

豆科植物的自交不亲和分子机制研究表明，豆科物种的自交不亲和分子机制主要是利用SIL和SIE的相互作用实现的。

实验发现，该家族中重要的调控基因是肽纲属植物的S-基因，通过SIL机制抑制豆科物种的自交繁殖。

此外，SIE机制也在该家族中发挥着重要作用，它可以通过等位基因的变异来提高物种的抗自交能力。

禾本科植物的自交不亲和分子机制研究表明，这一家族使用SIL 和SIE的联合作用以及一些其他的分子机制来防止自交繁殖，其中调控基因主要是R-基因和D-基因。

实验4植物自交不亲和性测定技术

实验4 植物自交不亲和性测定技术自交不亲和性在白菜、甘蓝等十字花科蔬菜中是普遍存在的，其遗传机制也较相似。

自交不亲和株正开放花的柱头上，如果授于同株或同系统的花粉时，柱头就被激发产生胼胝质等物质，阻碍花粉发芽和花粉管发育，故不能正常受精结实，不结子或结少量种子；而授于别的品种或系统的花粉时，则柱头不会被激发产生这类物质，故能正常受精结实。

可是，在花蕾柱头上，即使授于同株或同系统的花粉也不会被激发这种反应，因此可通过蕾期人工控制自交获得自交不亲和系的种子。

胼胝质是β－1、3－葡聚糖，通常分布于高等植物的筛管、新形成的细胞壁、花粉粒以及花粉管中，将其用苯胺蓝染色后，在紫外光激发下，可发出黄至黄绿色的荧光。

因此，把授粉后经用苯胺染色的子房放到荧光显微镜下观察，可看到花粉在柱头上萌发、花粉管发育的状态，以及胼胝质在柱头表面的沉积状况等，进行判断花粉与柱头是否亲和。

实验目的是学习花期人工控制自交测定选择自交不亲和系和蕾期自交繁殖自交不亲和系的方法；掌握用荧光显微镜检测植物的自交不亲和性技术；通过本实验加深对自交不亲和系选育过程的理解。

一、试材及用具1．试材：白菜、甘蓝、萝卜等十字花科正开花的种株。

2．用具：荧光显微镜、广口瓶（20～50ml）、载玻片、盖玻片、镊子、铅笔、纸牌、纸袋、细铁丝、细竹竿、脱脂棉、甲醛、冰醋酸、无水酒精、普通酒精、磷酸钾、苯胺蓝、氢氧化钠、甘油、蒸馏水等。

二、方法步骤（一）人工自交测定法1．每人选3～5株发育健壮已开花的种株，每株上选3～4个花序。

将其上已开的花和角果摘除，然后套上隔离纸袋，把袋口用细铁丝扎紧防止昆虫进入，于植株旁插一细竹竿，用绳把纸袋绑到细竹竿上保持固定，防止花序被风吹断，并在竹竿上挂一纸牌作标记。

2．2～3d以后，当每个花序上有10朵左右花开放时，解除纸袋，将已开的花和蕾之间绑一条线作为区分标记，同时在每个花序上选择10个左右大蕾，把其余的小蕾用镊子去掉，并用镊子把花蕾顶端的花被去掉一部分使柱头露出，切勿伤害柱头。

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在生殖过程中会出现不亲和性现象，即在自交或近亲交配中容易产生繁殖障碍，导致后代数量的降低甚至绝育。

由于多倍体植物广泛分布于自然界和农业领域中，了解其不亲和性现象及其产生机制对于植物遗传改良和演化研究具有重要意义。

本文将就多倍体植物自交不亲和性现象及其研究进展进行综述。

多倍体植物的自交不亲和性现象早在1936年被首次报道，研究表明这种现象主要与杂种优势力控制有关，即杂种植物因两个亲本的组合效应而产生更高的生长速率和较强的抗逆性，而多倍体植物的自交或近亲交配则会降低组合效应，产生相对较差的表现。

不过在近年来的研究中，发现多倍体植物的不亲和性现象不仅仅涉及到杂种优势力，还可能涉及到遗传变异、表观遗传学机制、基因组互作等多个方面。

首先，多倍体植物由于其多倍化的特性，导致其基因组中存在较大的遗传变异，其中部分基因会产生重组互作或多倍性效应，从而影响自交或近亲交配后代的生长发育及繁殖性能。

研究表明，在多倍体植物的不亲和性过程中，某些基因表现出了显著的可塑性和可逆性，这表明这些表观遗传学变异可能是主要影响因素之一。

其次，多倍体植物的基因组结构和功能也对其自交不亲和性产生影响，例如原核基因组的可读性及转录调控的变化、同源染色体的不平衡性等，从而影响染色体的正常分裂和基因表达。

另外，多倍体植物中的非编码RNA可能也对自交不亲和性有所贡献，并可能通过调控基因组重塑和基因表达来影响后代性能。

最后，多倍体植物在自交不亲和性的过程中会产生激素代谢和信号调控的变化，例如水杨酸、乙烯、赤霉素等激素的合成、转运和信号激活等过程。

这些激素不仅能调节多种细胞、组织和器官的发育和转化，还能在自交不亲和性过程中调节基因表达和调控途径，从而对自交不亲和性产生影响。

综上所述，多倍体植物在生殖过程中表现出的自交不亲和性现象是受多方面因素综合作用的结果，其中包括遗传变异、表观遗传学、基因组结构和功能、生物激素代谢和信号调控等多个方面。

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自交不亲和性是指同一植物个体内不同染色体组合的多倍体植物，在进行自交（或近交）杂交时所表现出的生殖障碍性状。

自交不亲和性已经被证明是多倍体植物及其重要农作物中一个普遍存在的现象。

自交不亲和性不仅对植物的育种改良和遗传改良提出了严峻挑战，而且对生物多样性保护和遗传资源的利用也提出了不小的困难。

对多倍体植物自交不亲和性的研究成为了植物科学领域中一个备受关注的研究领域。

本文将对多倍体植物自交不亲和性的研究进展进行综述，探讨其发展历程和未来研究方向。

多倍体植物自交不亲和性研究的历史可以追溯到20世纪初。

最早关于自交不亲和性的描述可以追溯到1908年H. Jernikie对玉米(Zea mays)自交不亲和性的观察。

其后，上世纪50年代到70年代，国内外许多植物遗传学家陆续报道了番茄（Lycopersicon esculentum）、小麦（Triticum aestivum）、马铃薯（Solanum tuberosum）和烟草（Nicotiana tabacum）等植物自交不亲和性现象。

自交不亲和性的机制主要包括植物生殖生物学和遗传学两方面。

植物生殖生物学方面的研究发现，自交不亲和性是由于花器官在发育过程中受到一系列影响而导致的。

花粉发育异常，花粉萌发受阻，花粉粘附不良等都可能会引起自交不亲和性。

遗传学研究发现，自交不亲和性是由于植物杂合体内的一组特定基因导致的。

这些基因可能参与了植物的花粉形成、发育或者花粉管生长的一系列过程。

自交不亲和性的机制复杂而多样，需要综合运用生理学、生态学、分子生物学等多学科的方法进行深入研究。

近年来，随着分子生物学和生物技术的发展，研究者们对多倍体植物自交不亲和性的研究也取得了一些进展。

分子标记技术的应用使研究者们能够快速、高效地鉴定自交不亲和性相关基因。

基于关联分析和QTL定位，目前已经发现了一些与自交不亲和性相关的候选基因，如编码花粉萌发和花粉管生长相关的基因，编码花粉颗粒表面蛋白的基因等。

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拥有两个或多个完整染色体组的植物，其由多倍体胚发育而成。

与单倍体植物相比，多倍体植物具有许多独特的特征和性状，例如生长速度较快、抗逆性强等。

多倍体植物的自交系数往往较低，导致其自我繁殖能力受限，对于多倍体植物的自交不亲和性的研究具有重要意义。

本文将介绍多倍体植物自交不亲和性的研究进展。

多倍体植物的自交不亲和性是指同一多倍体个体之间的自交常常导致后代的生长发育异常或不育现象。

许多早期的研究表明，多倍体植物的自交不亲和性与遗传因素密切相关。

蕉桃等多倍体植物的不育可能与基因组失配有关。

多倍体植物中的重复基因会导致基因表达异常，进而影响生长发育和生殖过程。

遗传因素在多倍体植物自交不亲和性中起着关键作用。

近年来，随着高通量测序技术的发展，研究人员能够更深入地揭示多倍体植物自交不亲和性的分子机制。

研究人员通过对拟南芥等模式植物进行基因组学研究，发现多倍体植物自交不亲和性与DNA甲基化水平的变化密切相关。

DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰，可以调控基因的表达。

研究发现，多倍体植物自交不亲和性相关基因的甲基化水平在自交过程中发生变化，可能导致基因表达异常。

研究人员还发现了一些调控自交不亲和性的关键基因，例如DECREASED APOMICTIC SEED FORMATION 1 (DAS1)和1-AMINOCYCLOPROPANE-1-CARBOXYLATE SYNTHASE 5 (ACS5)等。

多倍体植物自交不亲和性的研究还涉及植物的生理和生化过程。

一些研究表明，多倍体植物的自交不亲和性可能与花粉管的生长异常有关。

花粉管的生长是授粉与受精的关键过程，如果花粉管在生长过程中遇到阻碍，就会导致受精异常，从而影响后代的发育。

植物中一些特定的代谢途径和信号通路也可能参与多倍体植物自交不亲和性的调控过程，例如脂质代谢、激素信号、氧化还原状态等。

多倍体植物自交不亲和性的研究取得了一定的进展。

二倍体马铃薯自交不亲和与自交衰退研究

二倍体马铃薯自交不亲和与自交衰退研究马铃薯(Solanum tuberosumL.)是最重要的块茎类粮食作物。

栽培马铃薯主要为同源四倍体。

四倍体遗传和薯块繁殖限制了马铃薯的基础研究和育种水平。

为了彻底解决该问题,越来越多的科学家呼吁在二倍体水平上进行马铃薯的再驯化,将马铃薯驯化成种子繁殖作物。

但是,自交不亲和与自交衰退严重阻碍了自交系的培育。

本研究对这两个问题开展了深入的研究,并取得以下研究结果。

(1)马铃薯的自交不亲和是由S-RNase基因控制的。

利用基因组编辑技术对该基因进行定点突变,可以克服自交不亲和。

(2)有害突变是导致自交衰退的主要原因。

通过对151份二倍体马铃薯进行测序发现,马铃薯中的有害突变具有品系特异性。

(3)我们在马铃薯中开发了一个不依赖于亲本的通过重测序进行基因分型的方法。

利用该方法对三个自交群体进行了遗传分析,发现了 15个严重偏分离区域。

(4)通过对三个自交群体进行基因型和表型分析,鉴定了 9个大效应的有害突变,导致自交后代纯合致死或者出现严重的表型缺陷。

遗传分析发现,这些大效应的有害突变位于重组率高的区域,可以通过重组进行有效清除。

(5)大效应有害等位基因ar1控制胚的发育,且在马铃薯群体中是一个稀有变异。

论述植物自交不亲和的机理,测定方法及应用

论述植物自交不亲和的机理,测定方法及应用植物自交不亲和是指植物在自交过程中，由于遗传背景的差异，自交配偶子的发育受到抑制或失败的现象。

自交不亲和是植物进化中的一种机制，通过避免自交，促进基因的多样性和适应性。

植物自交不亲和的机理涉及到多个因素。

首先，植物通过自交不亲和机制可以避免自交引起的遗传缺陷的积累。

自交配偶子的结合会导致基因的重复、突变的积累，从而增加了有害等位基因的携带和表达，对植物的健康和生存力造成了负面影响。

其次，自交不亲和可以促进种群的基因多样性和适应性。

通过避免自交，植物可以获得来自异交的优良基因和适应性，提高种群的适应力和竞争力。

测定植物自交不亲和的方法主要包括自交实验和分子标记分析。

自交实验是最直接的测定方法，通过观察植物在自交过程中配偶子的发育情况和种子的成熟度来判断自交不亲和的程度。

分子标记分析则是通过检测与自交不亲和相关的基因或位点的遗传变异来评估自交不亲和性。

例如，可以使用DNA标记和遗传连锁图谱来鉴定与自交不亲和相关的基因或QTL（数量性状位点），从而推断植物的自交不亲和性。

植物自交不亲和的应用涉及到植物育种和种群遗传学研究。

在植物育种中，自交不亲和可用于培育优质和高产的杂交品种。

通过探索不同植物自交不亲和的特性，选择适合自交不亲和的亲本，可以有效地提高杂交种的产量和质量。

在种群遗传学研究中，自交不亲和可以用作评估种群遗传多样性和遗传漂变的指标。

对于濒危物种和保护种群的保护和管理，了解自交不亲和性对于制定保护策略和保持种群健康至关重要。

综上所述，植物自交不亲和是一种促进基因多样性和适应性的进化机制。

通过测定植物的自交不亲和性，可以在植物育种和种群遗传学研究中发挥重要作用。

禾本科植物自交不亲和性及其分子生物学研究进展

专题介绍
Ｒｅｉｗｖｅ
禾本科植物自交不亲和性及其分子生物学研究进展
牛俊海鲁晓民汤继华 ‘ 胡彦民
河南农业大学农学院，郑州，５０２４００
通讯作者，ａｇｉｕ１０ｓｈ．ｒｔｉａ０＠ｏｕｃｎｎｈｏ
摘要
禾本科植物自交不亲和性是禾本科植物中』泛存在的一种生殖隔离现象， ‘ 有利于防止近交衰退、保
Ｃｒｓｏｄｇｕｏ，ｎｊｕ１０ｏｕｏｏｅｎｉｔｒｔｇｈａ０＠ｓ．ｍｒｐｎａｈａｉｈｃ
ＡｓｒｃＳｌｉｃｍｐｔｉｔ（ＩｓｗｄｓｒａｍｏｇｔｅＰａｅｅｓｅｉｓｎｏｓｅｅｅｏｅｏｅｂｔａｔｅｆｎｏａｉｌｙＳ）ｉｉｅｐｅｄａｎｏｃａｐｃｅｄｃｎｉｒｄｔｂｎｆｈ－ｂｉｈａｄｏｔ
Ｓ－ｃｍｐｔｉｔａｅａｄｉｖｎｅｎｏｅｕａｌｇ — ｅｆｉｏａｉｌｙｉＰｏｃｎｓＡｄａｃｍｅｔｎＭｌｃｌｒＢｉｏｉＩｎｂｉｎｅａｔｉｏ
ｃｌｓａｃａｅｒｈＲｅ
ｆ１ＰａａｉｃｅｕｅｃｎａｅｕｅｓａｍｏｅｌｎｏｓｕｙＳｎｔｅＰａｅｅｅｒｇｔｇｐｐｌｔｎａｄｕ．ｈｌｒｏｒｌｓｅｓｃｎｂｓｄａｄｌａｔｔｔｄＩｉｈｏｃａ．Ｓｇｅａｉｏｕａｉｎｓｐｎｏ
维普资讯
分子植物育种，０６年，４卷，２期，２９２４页２０第第第６—７

梨自交亲和性研究进展

梨自交亲和性研究进展作者：刘唯真来源：《山东农业科学》2010年第05期摘要:本文简要介绍了梨自交不亲和性的表现及其调控机制,着重对梨自交亲和性突变的类型、分子机制、研究进展和研究方法进行了概括,并对梨花粉授粉识别研究中尚待解决的问题进行了展望。

关键词:梨;自交亲和性突变;分子机理中图分类号:S436.421.1+9 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2010)05-0026-04植物的自交不亲和性(Self-Incompatibility,简称SI)是指能产生具有正常功能且同期成熟的雌雄配子的雌雄同株植物,在自花授粉或相同基因型异花授粉时不能受精的现象[1]。

根据花粉自交不亲和性的遗传控制机制,通常把自交不亲和性分为配子体自交不亲和(Gametophytic Self-Incompatibility, GSI)和孢子体自交不亲和(Sporophytic Self-Incompatibility, SSI)[2]。

梨(Pyrus L.)的自交不亲和属于配子体自交不亲和,生产中必须配置授粉树或人工辅助授粉,才能获得产量。

这不仅加大了果园生产投入、费时费力,而且当授粉树配置不当、人工授粉不及时或花期遭遇不良气候而影响昆虫传粉时都会造成减产。

因此,加深对梨自交不亲和性机制的认识、研究其自交亲和的机理并选育自交亲和品种,显得尤为重要。

1 梨自交不亲和性的表现及机制梨的自交不亲和多是由单一的S位点控制的,这个位点至少包括编码1个花柱组分和1个花药组分的基因,也就是所谓的S基因。

S基因的产物决定了花粉在柱头萌发和花粉管在花柱组织中生长的命运[3]。

梨属植物自花授粉时,花粉能够在柱头上萌发并穿过柱头,但花粉管在沿花柱向子房生长过程中受到抑制不能到达胚珠,也就不能受精结实[5],这属于配子体自交不亲和。

在配子体自交不亲和的植物中,花粉萌发后花粉管都能够沿花柱的引导组织向子房方向生长,但是不亲和性花粉的花粉管长到一定的长度后会停止生长,因此S基因如何区分自花和异花花粉是配子体自交不亲和研究的核心问题。