Mechanismy autoinkompatibility u krytosemenných rostlin a možnosti jejich prolomení

Abstract

Rostliny vyvinuly reprodukční strategii známou jako cizosprašnost, při které dochází k oplození pomocí pylu z geneticky odlišného jedince téhož druhu. Tato strategie je klíčová pro zabránění příbuzenskému křížení a pro zajištění outcrossingu. Mechanismem, který umožňuje cizosprášení a zamezuje samooplození, je tzv. autoinkompatibilita. Tu lze rozdělit na dva typy - heteromorfní a homomorfní. Inkompatibilní reakce může být řízena haploidním (n) genotypem pylu (gametofytická autoinkompatibilita) či diploidním (2n) genotypem rostliny produkující pyl (sporofytická autoinkompatibilita). V rámci homomorfní inkompatibility byly podrobně popsány tři systémy, které se liší svým fungováním na molekulární a fyziologické úrovni. Existují však i další systémy, které ale zatím nebyly plně popsány. Ačkoli je autoinkompatibilita vcelku účinným mechanismem, existují podmínky, za kterých se může stát nefunkčním. Výsledkem je pak samooplození u běžně cizosprašných rostlin. Tento jev byl souhrnně nazván jako pseudokompatibilita. Konkrétním příkladem prolomení autoinkompatibility je tzv. efekt mentora. Jedná se o jev, kdy cizí pyl indukuje samooplození u běžně cizosprašných rostlin. Efekt mentora byl doposud nejčastěji zkoumán v rámci šlechtitelských záměrů, nicméně informace, do jaké míry může tento jev fungovat i v...

Plants have developed a reproductive strategy known as allogamy that involves fertilization using pollen from a genetically distinct member of the same species. This approach is crucial to prevent inbreeding and promote outcrossing. The mechanism responsible for ensuring outcrossing and preventing self-fertilization is called self-incompatibility. Self-incompatibility can be categorized into two types - heteromorphic and homomorphic. The incompatible reaction can be determined by the haploid (n) genotype of the pollen (gametophytic self-incompatibility) or by the diploid (2n) genotype of the plant on which the pollen is produced (sporophytic self-incompatibility). Three systems have been described in detail for homomorphic incompatibility, differing in their operation at the molecular and physiological levels. However, there are other systems that have not yet been described. Although self-incompatibility is an effective mechanism, there are certain circumstances where this mechanism can become ineffective, leading to the self-fertilization of typically cross- pollinating plants. This phenomenon is called pseudo-compatibility. A specific example of the breakdown of self-incompatibility is the mentor effect. It is a phenomenon where foreign pollen induces self-fertilization in usually...