Дистили

Дистилли - это тип гетеростилий, при котором 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 у которых есть короткие стили и длинные тычинки (традиционно называемые «барабанными», современная номенклатура называет их «коротко-морфовыми» или «S-морфными» цветами). Однако термин distyly может относиться к любому растению, имеющему две морфы, если истинна по крайней мере одна из следующих характеристик цветов, произведенных разными растениями; существует разница в стиле длине, длине волокна, размере или форме пыльцы или в поверхности рыльца. Большинство дистильных растений самонесовместимы, поэтому они не могут оплодотворять семяпочки в своих собственных цветках. В частности, эти растения демонстрируют самонесовместимость внутри морфа, цветы одной стилевой морфы несовместимы.

диаграмма обеих дистилевых морфов Пример дистилляции в реальном цветке

• 1 Предпосылки
• 2 Эволюция дистилий
• 3 Генетический контроль дистиллии
• 4 Список семейств с дистиллией
• 5 Ссылки

При исследовании Primula veris было обнаружено, что булавочные цветки демонстрируют более высокую темпы самоопыления и улавливания большего количества пыльцы, чем морфа боба. Различные опылители демонстрируют разные уровни успеха при опылении различных морфов примулы, длина головы или хоботка опылителя положительно коррелирует с поглощением пыльцы с длинноволокнистых цветов и отрицательно коррелирует с поглощением пыльцы на коротковатых цветках.. Обратное верно для опылителей с меньшими головами, таких как пчелы, они поглощают больше пыльцы с коротко-стилизованных морфов, чем с длиннопестичных. Дифференциация опылителей позволяет растениям снижать уровень внутриморфного опыления.

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

Есть три основные гипотезы эволюции дистилии, гипотеза утраты аллелей, гипотеза пути тристилий и эволюция через геркогамию.

1. Гипотеза утраты аллелей постулирует, что гетероморфная самонесовместимость - вырожденная форма гомоморфной самонесовместимости. Одним из основных аргументов является то, что большинство дистильных растений относятся к семействам, где большинство других видов являются гомоморфными самонесовместимыми. Muenchow (1982) провел моделирование популяции с четырьмя аллелями в несовместимых локусах и обнаружил, что если один из двух локусов тесно связан с само- несовместимости, то несвязанный локус будет доведен до исчезновения. Плотно сцепленные локусы состоят из двух аллелей, одного доминантного и одного рецессивного, что дает начало двум дистилевым морфам.
2. Гипотеза маршрута Тристили, если ее отстаивает Роберт Орндафф (1964), предполагает который дистилльно сформировался после вторичной потери морфа среднего стиля у тристиловых растений. Он поддержал эту модель, продемонстрировав более низкую пригодность морфа среднего стиля по сравнению с морфами длинного и короткого стиля в Oxalis suksdorfii
3. Эволюция через геркогамию Гипотеза стала популярной благодаря Дэвиду Ллойду. и CJ Webb и является расширением гипотезы, выдвинутой Чарльзом Дарвином в 1862 году. В этой модели дистилезные растения сначала произошли от мономорфного предка, а затем развили реципрокную геркогамию для увеличения межморфного опыления. Успех.

Дистили контролируется супергеном, называемым локусом самонесовместимости (или S-). S-локус состоит из трех тесно связанных генов, которые отделяют как единое целое. Эти гены называются S-генами, из них один ген контролирует все женские аспекты дистиллии, один ген контролирует морфологические аспекты самцов и один ген определяет тип спаривания самцов. S-морф гемизиготен для S-локуса, а L-морф не имеет аллельного аналога. Гемизиготическая природа S-локуса показана в Primula, Linum, Fagopyrum и Turnera. S-локусы Primula и Turnera полностью описаны, что означает, что все S-гены идентифицированы.

Присутствие S-локуса приводит к изменениям экспрессии гена между двумя цветочными морфами, как было продемонстрировано с помощью транскриптомного анализа Lithospermum multiflorum., Primula veris, Primula oreodoxa, Primula vulgaris и Turnera subulata.

• Acanthaceae
• Amaryllidaceae
• Boraginaceae
• Connaraceae
• Erythroxylaceae
• Fabaceae
• Gelsemiaceae
• Gentianaceae
• Hypericaceae
• Iridaceae
• Lamiaceae
• Linacethrace>Malvaceae
• Menyanthaceae
• Oleaceae
• Oxalidaceae
• Passifloraceae
• Plumbaginaceae
• Polemoniaceae
• Polygonaceae
• Pontederiaceae
• Primulaceae
• Rub Santiaceae <30012>Rub Santiaceae 310>Schoepfiaceae
• Thymelaeaceae

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. ^Мюнчжоу, Гейл (август 1982 г.). «Модель потери аллелей для эволюции дистилли». Наследственность. 49 (1): 81–93. doi : 10.1038 / hdy.1982.67. ISSN 0018-067X.
3. ^Barrett, Spencer C.H.; Крузан, Митчелл Б. (1994), «Несовместимость у гетеростильных растений», «Достижения в клеточной и молекулярной биологии растений», Springer, Нидерланды, стр. 189–219, doi : 10.1007 / 978-94 -017-1669-7_10, ISBN 978-90-481-4340-5
4. ^ Найки, 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. ^ Deschepper, P; Brys, R; Жакемен, H (2018-03-01). «Влияние морфологии цветка и состава сообщества опылителей на перенос пыльцы у дистиллярных Primula veris». Ботанический журнал Линнеевского общества. 186 (3): 414–424. doi : 10.1093 / botlinnean / box097. ISSN 0024-4074.
6. ^ Дарвин, Чарльз (1877). Различные формы цветов на растениях одного вида Чарльз Дарвин... Д. Эпплтон и Ко OCLC 894148387.
7. ^Кроу, Лесли К. (1964). «Эволюция аутбридинга у растений». Наследственность. 19 (3): 435–457. doi : 10.1038 / hdy.1964.53. ISSN 0018-067X.
8. ^Мюнчжоу, Гейл (1982). «Модель потери аллелей для эволюции дистилли». Наследственность. 49 (1): 81–93. doi : 10.1038 / hdy.1982.67. ISSN 0018-067X.
9. ^Орндафф, Роберт (1964). "Система размножения Oxalis Suksdorfii". Американский журнал ботаники. 51 (3): 307–314. doi : 10.1002 / j.1537-2197.1964.tb06635.x.
10. ^Barrett, Spencer C.H.; Lloyd, D.G.; Уэбб, С.Дж. (1992). «6». Эволюция и функция гетеростилии. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. С. 151–178. ISBN 978-3-642-86656-2. OCLC 851381990.
11. ^ Барретт, Спенсер К. Х. (ноябрь 2019 г.). «« Самый сложный брачный союз »: недавние достижения в неоднородности и нерешенные вопросы». Новый фитолог. 224 (3): 1051–1067. doi : 10.1111 / nph.16026. ISSN 0028-646X.
12. ^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.
13. ^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.
14. ^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, у гетеростильного льна (Linum grandiflorum): генетический полиморфизм и регуляция транскрипции и посттранскрипции локуса S». Заводской журнал. 69 (2): 317–331. doi : 10.1111 / j.1365-313X.2011.04792.x. ISSN 1365-313X.
15. ^Ясуи, Ясуо; Мори, Масаши; Ай, Джотаро; Абэ, Томоко; Мацумото, Дайки; Сато, Синго; Хаяси, Йорико; Охниши, Оми; Ота, Тацуя (01.02.2012). «S-LOCUS RARLY FLOWERING 3 исключительно присутствует в геномах короткоствольных растений гречихи, проявляющих гетероморфную самонесовместимость». PLOS ONE. 7 (2): e31264. doi : 10.1371 / journal.pone.0031264. ISSN 1932-6203. PMC 3270035. PMID 22312442.
16. ^ Shore, Joel S.; Hamam, Hasan J.; Чейф, Пол Д. Дж.; Лабонн, Джонатан Д. Дж.; Хеннинг, Пейдж М.; Маккуббин, Эндрю Г. (2019). «Длинная и короткая части S-локуса у Turnera (Passifloraceae)». Новый фитолог. 224 (3): 1316–1329. doi : 10.1111 / nph.15970. ISSN 1469-8137.
17. ^ Новак, Майкл Д.; Руссо, Джанкарло; Шлапбах, Ральф; Хуу Куонг Нгуен; Ленхард, Майкл; Конти, Елена (декабрь 2015 г.). «Черновой вариант 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.
18. ^Коэн, Джеймс I. (23 декабря 2016 г.). «De novo секвенирование и сравнительная транскриптомика цветочного развития особого вида Lithospermum multiflorum». Границы науки о растениях. 7. doi : 10.3389 / fpls.2016.01934. ISSN 1664-462X. PMC 5179544. PMID 28066486.
19. ^Чжао, Чжунтао; Ло, Чжунлай; Юань, Шуай; Мэй, Лина; Чжан, Дяньсян (декабрь 2019 г.). «Глобальный анализ сети транскриптомов и коэкспрессии 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.
20. ^Берроуз, Бенджамин; Маккуббин, Эндрю (июнь 2018 г.). «Исследование дифференцированной экспрессии, регулируемой S-локусом, в развитии цветков Primula vulgaris». Растения. 7 (2): 38. doi : 10.3390 / plant7020038. PMC 6027539. PMID 29724049.
21. ^Henning, Paige M.; Shore, Joel S.; Маккаббин, Эндрю Г. (2020-06-03). «Транскриптомный и сетевой анализ гетеростилии в Turnera subulata обеспечивает понимание механизмов: являются ли S-места красным светом для удлинения пестика?». Растения. 9 (6): 713. doi : 10.3390 / plant9060713. ISSN 2223-7747. PMC 7356734. PMID 32503265.