System niekompatybilności w roślinach kwitnących: system heteromorficzny i homomorficzny

System niekompatybilności w roślinach kwitnących: system heteromorficzny i homomorficzny!

Niekompatybilność jest niezdolnością funkcjonalnych męskich i żeńskich gamet do wywoływania nawożenia w poszczególnych kombinacjach. Niekompatybilność jest integralną częścią interakcji słupków pyłkowych. Niekompatybilność występuje między gatunkami (międzygatunkowymi), jak również wewnątrz gatunków (wewnątrzgatunkowa).

W pierwszym przypadku zapobiega się nawożeniu między gametami pochodzącymi z niespokrewnionych roślin. Jednak w przypadku wewnątrzgatunkowego niespełniania się nawozów, jeżeli jest to niemożliwe, między gametami pochodzącymi od tej samej osoby i niektórych innych osobników tego samego gatunku. Stwierdzono niespójność wewnątrzgatunkową lub niekompatybilność wewnętrzną u 300 gatunków należących do 20 rodzin okrytonasiennych.

Samo-niekompatybilność wydaje się być reakcją biochemiczną, ale dokładny charakter tych reakcji nie jest jasno zrozumiany. Samozgodność jest barierą przed nawożeniem. Samozapylenie występuje w różnym stopniu; u wielu gatunków samozgodnych zwykle ma miejsce przed krzyżowym zapyleniem.

Niepełnosprawność po zapłodnieniu ma inny mechanizm fizjologiczny niż samo-niekompatybilność. Samokompatybilność jest kontrolowana przez określone geny, a pyłek z określonym allelem jest hamowany w słupku niosącym te same allele.

Może wystąpić niekompatybilność:

(a) System heteromorficzny

(b) System homomorficzny

(a) System heteromorficzny:

W tego rodzaju niezgodności ten sam gatunek wytwarza więcej niż jeden morfologiczny typ kwiatów. Na przykład względna długość stylów i pręcików w kwiatach tego samego gatunku. Disty i tristyly (ryc. 2.37) odnotowano odpowiednio w pierwiosnku Primula i Evening.

Primula ma dwa rodzaje kwiatów pin i thrum. Kwiaty pinezki mają długie style i krótkie pręciki, natomiast kwiaty thrum mają krótkie style i długie pręciki. Charakterystyka jest regulowana przez pojedyncze geny, w których Ss wytwarza thrum, a ss wytwarza kwiaty pinezki.

Reakcja niekompatybilności pyłków jest kontrolowana przez genotyp rośliny, która je wytwarza S dominuje nad s. Układ niekompatybilności reprezentuje heteromorficzny typ sporofityczny (ryc. 2.38). Tego typu systemy odnotowano w roślinach, takich jak słodkie ziemniaki i pszenicę złotą (wyjaśnienia patrz ryc. 2.38).

(b) Układ homomorficzny:

W tym typie niezgodność nie jest związana z różnicami morfologicznymi kwiatów. Niekompatybilność może wynikać z genotypu rośliny, na której jest produkowany (kontrola sporofityczna) lub z własnego genotypu (kontrola gametofityczna).

(i) W kontroli sporofitycznej niezgodność jest regulowana przez pojedynczy gen S z wieloma allelami. W Brassica oleracea występuje ponad 30 alleli. Tak więc reakcja niekompatybilności pyłku jest kontrolowana przez genotyp rośliny, na której wytwarzany jest pyłek, a nie przez genotyp pyłku. Allel S może wykazywać dominację, kodominację lub współzawodnictwo. Ten rodzaj zgodności odnotowano w uprawach Rzodkiewka i Brassica.

Ryc. 2.38. Heteromorficzny-sporofityczny układ niezgodności.

(ii) W kontroli gametofitycznej (ryc. 2.39) niekompatybilność pyłku kontrolowana jest przez jego własny genotyp, a nie przez genotyp rośliny, na której jest wytwarzany. Tutaj również zwykle określa się go za pomocą pojedynczego genu z wieloma allelami, np. Nicotiana, Trifolium, Solanum, itp. Aby uzyskać wyjaśnienia, należy skonsultować się (Rys. 2.39).

Znaczenie istotności biologicznej samo-niezgodności:

Niekompatybilność może wynikać z:

(a) interakcja stygmacji pyłków;

(b) Oddziaływanie typu pyłków pollenowych i

(c) Oddziaływanie tuby pyłku z jajkiem.

W drzewach owocowych, które nie są zgodne, konieczne jest posadzenie dwóch krzyżowo zgodnych odmian, aby zapewnić płodność. Samoczynnie niekompatybilność może być stosowana w produkcji nasion hybrydowych. W wielu przypadkach formy samo-żyzne są wysoce pożądane iw takich przypadkach przydatne byłoby wyeliminowanie autokompatybilności.

W naturze, krzyżowanie i hodowla roślin jest regulowana przez wewnątrzgatunkową i międzygatunkową niezgodność. Rozległa sprzedaż roślin prowadzi do wysoce homozygotycznych osobników, które mają bardzo niską wartość przeżycia.

Natura narzuciła sobie niekompatybilność, aby to sprawdzić. Z drugiej strony międzygatunkowa niezgodność powoduje izolację reprodukcyjną, a zatem jest odpowiedzialna za pojawienie się nowych ras i gatunków poprzez proces mutacji i otwartej hybrydyzacji.