遺伝子相互作用とSolanumのS-RNase独立の一方的不適合性に基づく自然的変異
Xiaoqiong Qin1, Sarah Ng1, Elizabeth Paul1
1Department of Plant Sciences (ms #3), University of California, One Shields Ave, Davis, California, 95616, USA.
トマトの片側不適合性 (UI) は,ピスティル遺伝子であるオルニチンデカルボキシラーゼ2 (ODC2) とHT-A/-B,そして花粉遺伝子であるファルネシルピロホスファート合成2 (FPS2), ui6.2,および ui12.2を含む. ODC2とHT-AはUIにとって不可欠であり,ui6.2とui12.2は主にODC2と相互作用する.
科学分野:
- 植物生殖生物学
- 遺伝学とゲノミクス
- 異種間の不適合性メカニズム
背景:
- 片側不適合性 (UI) は,自己不適合性 (SI) の種のピスティルが関連性のある自己適合性 (SC) の種からの花粉を拒絶するパターンを記述するが,その逆ではない.
- UIメカニズムはS-RNase依存性またはS-RNase独立性であり,後者は複雑な遺伝子相互作用を伴う.
- SC種のSolanum pennellii LA0716は,オーニチンデカルボキラーゼ2 (ODC2) とHT-A/-B,および花粉遺伝子ファルネシルピロフォスファート合成2 (FPS2),UI6.2およびUI12.2によって介在される栽培トマト (Solanum lycopersicum) の花粉に対するUIを示しています.
研究 の 目的:
- S. pennellii-S. lycopersicumの片側不適合性の遺伝的根拠を解明する.
- UIにおけるODC2,HT-A/B,FPS2遺伝子の役割を決定する.
- UIの進化的起源と交配システムの関連を調査する.
主な方法:
- S. pennelliiにおける二重の侵入線 (ILs) と突然変異 (odc2, ht-a, fps2) の生成と分析
- S. lycopersicumとS. pennelliiの種間交配とF2集団の分析
- UIに関与する遺伝子を特定するための伝播比歪み分析.
- ODC2,HT-A/B,およびS-RNaseが欠けているトリプルミュータントの特徴化.
主要な成果:
- S. lycopersicumの花粉排斥を示す2つの内進線 IL12-3 (HT-A/B) × IL3-3 (ODC2) で,UIにはODC2とHT-Aが必要であることを確認する.
- odc2の変異は, ht-aではなく, ui6.2と ui12.2が主にODC2と相互作用することを示しています.
- S. pennellii の FPS2 変異は,S. pennellii と S. habrochaites の間で花粉-ピスティル不適合性を引き起こし,ODC2に依存する UI がこれらの種の祖先で進化し,S. habrochaites の外交と関連していることを示唆しています.
結論:
- ODC2とHT-Aは,Solanum pennelliiとSolanum lycopersicumの間の一方的な不適合性にとって不可欠な遺伝子である.
- ui6. 2と ui12. 2の花粉因子はODC2と特異的に相互作用し,UIにおける重要な遺伝的相互作用を強調しています.
- FPS2を含むUIの発展は,Solanum群のアウトクロス交配システムの進化と関連しており,トリプルミュータントは,栽培トマトに細胞質内侵入を可能にします.
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