Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Дистили - это разновидность гетеростилии, при которой растение демонстрирует реципрокную геркогамию . Эта система разведения характеризуется двумя отдельными цветочными морфами, при которых отдельные растения производят цветы, которые имеют либо длинные стили, либо короткие тычинки (традиционно называемые «булавками», в современной номенклатуре они называются «длинноморфы» или «L-морфы»). «цветы», или имеющие короткие стили и длинные тычинки (традиционно называемые «барабанными», современная номенклатура называет их «коротко-морфными» или «S-морфными» цветками). [1] Тем не менее, дистил может относиться к любому растению, имеющему две морфы, если верна по крайней мере одна из следующих характеристик цветов, произведенных разными растениями; есть разница в длине фасона ,длина нити , размер или форма пыльцы или поверхность рыльца . [2] Большинство дистильных растений несовместимы с самими собой, поэтому они не могут оплодотворять семяпочки в собственных цветках. В частности, эти растения демонстрируют самонесовместимость внутри морфы, цветы одной морфы стиля несовместимы. [3]

Схема обеих дистильных морфов
Пример дистилы в Primula. A. L-морфа (штифт), B. S-морфа (thrum) 1. лепесток. 2 чашелистика. 3 пыльника. 4 пестика.

Фон [ править ]

При изучении Primula veris было обнаружено, что цветки булавки обладают более высокими показателями самоопыления и улавливают больше пыльцы, чем морфа боба. [4] Различные опылители показывают различные уровни успеха в то время как опыления различных Primula морфов, головку или хоботок длина опылителей положительно коррелирует с поглощением пыльцы долго стилизованных цветов и отрицательно коррелируют для поглощения пыльцы на коротких стилизованных цветов. [5] Обратное верно для опылителей с меньшими головами, таких как пчелы, они поглощают больше пыльцы от коротко-стилизованных морфов, чем от длиннопестичных. [5] Дифференциация опылителей позволяет растениям снизить уровень внутриморфного опыления.

Чарльз Дарвин сделал первое научное описание дистилли в 1877 году в своей книге «Различные формы цветов на растениях одного вида» . [6]

Модели эволюции [ править ]

Существуют две основные гипотетические модели порядка, в котором черты дистилли эволюционировали: «модель избегания самоуправления» [7] и «модель переноса пыльцы». [8]

  1. Модель избегания самооправдания предполагает, что сначала возникла самонесовместимость (SI), а затем - морфологические различия. Было высказано предположение, что мужской компонент SI будет сначала развиваться через рецессивную мутацию, затем женские характеристики через доминантную мутацию, и, наконец, мужские морфологические различия будут развиваться через третью мутацию. [7]
  2. Модель переноса пыльцы утверждает, что сначала возникли морфологические различия, и если вид сталкивается с депрессией инбридинга , он может развить SI. [8] Эта модель может быть использована для объяснения наличия реципрокной геркогамии у самосовместимых видов. [9]

Генетический контроль дистилы [ править ]

Супергенный , называется собственная несовместимость (или S- ) локус, отвечают за возникновение distyly. [9] S -locus состоит из трех тесно связанных генов ( S -genes) , который Segregate как единое целое. [9] Один S- ген контролирует все женские аспекты дистилли, один ген контролирует морфологические аспекты самцов, и один ген определяет тип спаривания самцов . [10] S-морф гемизиготен для S- локуса, а L-морф не имеет аллельного аналога [9] .Hemizygotic характер S - локуса было показано в Primula [11] , Linum [12] , Fagopyrum [13] , и Turnera . [14] S - локусов Primula [15] и Turnera [14] были полностью описаны, то есть все S - гены были идентифицированы.

Присутствие S- результаты локуса изменений в экспрессию генов между двумя цветочными морфами, как это было продемонстрировано с помощью транскриптомного анализа из Lithospermum Multiflorum [16] , первоцвет весенний , [15] Примула oreodoxa [17] , первоцвет обыкновенный [18] и Turnera subulata . [19]

Список семейств с дистильными видами [4] [ править ]

  • Acanthaceae
  • Амариллидовые
  • Boraginaceae
  • Connaraceae
  • Erythroxylaceae
  • Fabaceae
  • Gelsemiaceae
  • Горечавки
  • Зверобоя
  • Иридовые
  • Lamiaceae
  • Linaceae
  • Lythraceae
  • мальвовые
  • Menyanthaceae
  • Oleaceae
  • Oxalidaceae
  • Passifloraceae
  • Plumbaginaceae
  • Polemoniaceae
  • Polygonaceae
  • Pontederiaceae
  • Primulaceae
  • Rubiaceae
  • Santalaceae
  • Камнеломки
  • Schoepfiaceae
  • Thymelaeaceae

Ссылки [ править ]

  1. ^ Льюис, Д. (1942). «Физиология несовместимости растений. I. Влияние температуры» . Труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 131 (862): 13–26. Bibcode : 1942RSPSB.131 ... 13L . DOI : 10,1098 / rspb.1942.0015 . ISSN  0080-4649 . JSTOR  82364 . S2CID  84753102 .
  2. ^ Muenchow, Гейл (август 1982). «Модель потери аллелей для эволюции дистилы» . Наследственность . 49 (1): 81–93. DOI : 10.1038 / hdy.1982.67 . ISSN 0018-067X . 
  3. ^ Барретт, Спенсер CH; Cruzan, Митчелл Б. (1994), "Несовместимость в heterostylous растений", Прогресс в области клеточной и молекулярной биологии растений , Springer Нидерланды, С. 189-219,. Дои : 10.1007 / 978-94-017-1669-7_10 , ISBN 978-90-481-4340-5
  4. ^ a b Наики, Акиё (2012). «Гетеростилия и возможность ее распада путем полиплоидизации». Биология видов растений . 27 : 3–29. DOI : 10.1111 / j.1442-1984.2011.00363.x .
  5. ^ a b Deschepper, P; Brys, R; Жакмен, H (2018-03-01). «Влияние морфологии цветка и состава сообщества опылителей на перенос пыльцы у дистильных Primula veris». Ботанический журнал Линнеевского общества . 186 (3): 414–424. DOI : 10,1093 / botlinnean / box097 . ISSN 0024-4074 . 
  6. ^ Дарвин, Чарльз (1877). Чарльз Дарвин . Различные формы цветов на растениях одного вида . Д. Эпплтон и Ко. OCLC 894148387 . 
  7. ^ a b Charlesworth, D .; Чарльзуорт, Б. (октябрь 1979 г.). «Модель эволюции дистилы» . Американский натуралист . 114 (4): 467–498. DOI : 10.1086 / 283496 . ISSN 0003-0147 . 
  8. ^ а б Ллойд, Д.Г. Webb, CJ (1992), Barrett, Spencer CH (ed.), «Выбор гетеростилии» , эволюция и функция гетеростили , Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, 15 , стр. 179–207, doi : 10.1007 / 978 -3-642-86656-2_7 , ISBN 978-3-642-86658-6, получено 2020-10-30
  9. ^ a b c d Barrett, Spencer CH (ноябрь 2019 г.). « « Самый сложный брачный союз »: последние достижения в неоднозначности и нерешенных вопросах» . Новый фитолог . 224 (3): 1051–1067. DOI : 10.1111 / nph.16026 . ISSN 0028-646X . 
  10. ^ Каппель, Кристиан; Хуу Куонг Нгуен; Ленхард, Майкл (2017-12-16). «Короткий рассказ становится длиннее: недавнее понимание молекулярных основ гетеростилии» . Журнал экспериментальной ботаники . 68 (21–22): 5719–5730. DOI : 10.1093 / JXB / erx387 . ISSN 0022-0957 . 
  11. ^ Ли, Цзиньхун; Кокер, Джонатан М .; Райт, Джонатан; Вебстер, Маргарет А .; Макмаллан, Марк; Дайер, Сара; Swarbreck, Дэвид; Каккамо, Марио; Остерхаут, Петух фургон; Гилмартин, Филип М. (02.12.2016). «Генетическая архитектура и эволюция супергена локуса S у Primula vulgaris» . Природа Растения . 2 (12): 1–7. DOI : 10.1038 / nplants.2016.188 . ISSN 2055-0278 . 
  12. ^ Ушиджима, Коитиро; Накано, Рёхей; Бандо, Маю; Шигезане, Юкари; Икеда, Кадзуо; Намба, Юко; Куме, Саори; Китабата, Тошиюки; Мори, Хитоши; Кубо, Ясутака (2012). «Выделение генов, связанных с морфами цветков, в гетеростильном льне (Linum grandiflorum): генетический полиморфизм и регуляции транскрипции и посттранскрипции локуса S» . Заводской журнал . 69 (2): 317–331. DOI : 10.1111 / j.1365-313X.2011.04792.x . ISSN 1365-313X . 
  13. ^ Ясуи, Ясуо; Мори, Масаши; Ай, Джотаро; Абэ, Томоко; Мацумото, Дайки; Сато, Синго; Хаяси, Йорико; Охниши, Оми; Ота, Тацуя (01.02.2012). «S-LOCUS EARLY FLOWERING 3 исключительно присутствует в геномах короткоствольных растений гречихи, которые проявляют гетероморфную самонесовместимость» . PLOS ONE . 7 (2): e31264. DOI : 10.1371 / journal.pone.0031264 . ISSN 1932-6203 . PMC 3270035 . PMID 22312442 .   
  14. ^ a b Шор, Джоэл С .; Хамам, Хасан Дж .; Чейф, Пол DJ; Лабонн, Джонатан Диджей; Хеннинг, Пейдж М .; Маккуббин, Эндрю Г. (2019). «Длинная и короткая часть S-локуса у Turnera (Passifloraceae)» . Новый фитолог . 224 (3): 1316–1329. DOI : 10.1111 / nph.15970 . ISSN 1469-8137 . 
  15. ^ a b Новак, Майкл Д.; Руссо, Джанкарло; Шлапбах, Ральф; Хуу Куонг Нгуен; Ленхард, Майкл; Конти, Елена (декабрь 2015 г.). «Проект генома Primula veris дает представление о молекулярных основах гетеростилии» . Геномная биология . 16 (1): 12. DOI : 10.1186 / s13059-014-0567-z . ISSN 1474-760X . PMC 4305239 . PMID 25651398 .   
  16. ^ Коэн, Джеймс I. (2016-12-23). "De novo секвенирование и сравнительная транскриптомика цветочного развития особого вида Lithospermum multiflorum" . Границы растениеводства . 7 . DOI : 10.3389 / fpls.2016.01934 . ISSN 1664-462X . PMC 5179544 . PMID 28066486 .   
  17. ^ Чжао, Чжунтао; Ло, Чжунлай; Юань, Шуай; Мэй, Лина; Чжан, Дяньсян (декабрь 2019 г.). «Глобальный анализ транскриптомов и коэкспрессионных сетей генов по развитию дистиллии у Primula oreodoxa» . Наследственность . 123 (6): 784–794. DOI : 10.1038 / s41437-019-0250-у . ISSN 0018-067X . PMC 6834660 . PMID 31308492 .   
  18. ^ Берроуз, Бенджамин; Маккаббин, Эндрю (июнь 2018 г.). «Исследование регулируемой S-локуса дифференциальной экспрессии в развитии цветков Primula vulgaris» . Растения . 7 (2): 38. DOI : 10,3390 / plants7020038 . PMC 6027539 . PMID 29724049 .  
  19. ^ Хеннинг, Пейдж М .; Shore, Joel S .; Маккаббин, Эндрю Г. (2020-06-03). «Транскриптомный и сетевой анализ гетеростилии Turnera subulata обеспечивает понимание механизмов: являются ли S-локусы красным светом для удлинения пестика?» . Растения . 9 (6): 713. DOI : 10,3390 / plants9060713 . ISSN 2223-7747 . PMC 7356734 . PMID 32503265 .