通过男性特异性基因突变,Arabidopsis的自我兼容性的进化
Takashi Tsuchimatsu1, Keita Suwabe, Rie Shimizu-Inatsugi
1Institute of Plant Biology, University Research Priority Program in Systems Biology/Functional Genomics & Zürich-Basel Plant Science Center, University of Zurich, Zollikerstrasse 107, CH-8008 Zurich, Switzerland.
在阿拉比多普西斯·塔利亚纳 (Arabidopsis thaliana) 中,使男性自我不相容基因 (SCR) 失效的突变在欧洲种群中几乎是固定的. 这种基因变化,SCR的213bp逆转,促进了自我受精,并与进化预测保持一致.
科学领域:
- 进化生物学 进化生物学
- 植物遗传学 植物遗传学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 自受精 (selfing) 是开花植物的一个常见的进化过渡.
- 自我不相容 (SI) 系统通过S位点的男性和女性特异性基因防止自杀.
- 理论模型预测男性突变使SI失效的传播速度比女性突变更快.
研究的目的:
- 调查Arabidopsis thaliana中自我进化的遗传基础和地理流行情况.
- 确定男性 (SCR),女性 (SRK) 或修饰基因的突变是否导致了SI的丧失.
- 确定是否有任何SI破坏性突变在自然种群中实现了高频率.
主要方法:
- 对欧洲Arabidopsis thaliana加入的基因组分析以确定突变.
- 与Arabidopsis halleri进行跨物种交叉,以测试女性SI功能.
- 功能性SCR在突变加入中的转基因表达以恢复SI.
主要成果:
- 在95%的欧洲A. thaliana加入中发现了SCR基因的213-bp逆转或包括SCR的删除.
- 一些A. thaliana加入保留了功能性女性SI组件 (SRK),通过跨物种交叉证实了这一点.
- 在转基因植物中恢复功能性SCR恢复了SI反应.
结论:
- 男性特异性基因SCR的破坏性逆转是欧洲Arabidopsis thaliana中自杀的主要原因.
- 这种SCR突变几乎固定在广泛的地理区域,支持进化预测.
- 在A. thaliana中,SI的丧失主要是由男性成分 (SCR) 的突变驱动的.
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