植物如何避免自交？

植物如何避免自交？
編輯：Gene

植物和動物太不同，它們的雌雄生殖器官可以長在一起，所以有自花受粉的可能。有些植物演化出了自花不親和（self-incompatibility）的系統來阻止自我受粉的可能，但其中的機制一直是個謎。現在科學家終於搞懂了其中一些奧妙。

有一個基因S-RNase在雌蕊上扮演著調控自交不親合的角色。這個基因有許多版本的對偶基因，有些物種甚至有五六十種S對偶基因。為了讓受精作用能夠發生，精卵要帶有不同的對偶基因。當花粉沾到了柱頭時，柱頭上的蛋白質就會去分辨花粉的S對偶基因是否和自己的是同一版本。如果是不同的版本，花粉才允許申出花粉管把精子送到子房內完成受精。

如果該基因為同一版本，柱頭則會排斥該花粉。 在S-RNase基因發現的十年後，賓州州立大學的高德輝等人在牽牛花發現了花粉中另一個和自交不親和有關的基因PiSLF。為了尋找花粉中扮演自交不親合角色的基因，他們為含有S2對偶基因的染色體區域定了序。

高德輝指出，控制花粉自交不親合的基因，必定和S對偶基因相近，否則DNA重組會破壞它們的關係。他們鑑定出的PiSLF基因，座落在S-RNase基因的上游161 Kb之處。 英國伯明罕大學的Stephen G. Thomas和Veronica E. Franklin-Tong同時也發現，讓雌蕊給拒絕後，花粉就會自尋短見。
他們在罌粟科植物Papaver rheas發現花粉落到不親合的柱頭上，會發生一連串生化反應導致花粉發生細胞自戕。這是在之前的關於自交不親合的研究中，未曾發現過的。

原學術論文：1) Sijacic, S. et al. Identification of the pollen determinant of S-RNase-mediated self-incompatibility. Nature 429, 302 - 305 (20 May 2004); doi:10.1038/nature02523 2) Thomas, S. G. & Franklin-Tong, V. E. Self-incompatibility triggers programmed cell death in Papaver pollen. Nature 429, 305 - 309 (20 May 2004); doi:10.1038/nature02540

摘自http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=1492