• 제목/요약/키워드: gametophytic self-incompatibility

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Repetitive Homologous Sequences in Flanking Region of Gametophytic Self-Incompatibility Allele in Lycopersicon peruvianum

  • Chung, II-Kyung
    • BMB Reports
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    • 제30권1호
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    • pp.18-20
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    • 1997
  • Lycopersicon peruvianum shows a gametophytic self-incompatibility (GSI). GSI is controlled by a single locus (S locus) with multiple alleles. S ribonucleases encoded in S alleles cosegregate with their phenotypes of GSI in genetic cross. To understand the genetic role of S allele in L peruvianum, two large genomic fragments isolated previously were analyzed with total genomic DNAs from several tomato lines generated by cross-pollination. Southern blot analysis with the S allele fragments as probes revealed that the flanking region of S allele contained the highly homologous regions. It is speculated that they may play an important role to prevent genetic cross by self-pollination.

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식물의 자가불화합성, 최근의 진보 (Recent Advances in the Studies of Self-Incompatibility of plants)

  • 한창열;한지학
    • 식물조직배양학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.253-275
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    • 1994
  • Many flowering plants possess genetically controlled self -incompatibility (SI) system that prevents inbreeding and promotes outcrosses. SI is usually controlled by a single, multiallelic S-locus. In gametophytically controlled system, SI results when the S-allele of the pollen is matched by one of the two S-alleles in the style, while in the sporophytic system self-incompatible reaction occurs by the interaction between the pistil genotype and genotype of, not the pollen, but the pollen parent In the former system the self-incompatible phenotype of pollen is determined by the haploid genome of the pollen itself but in the latter the pollen phenotype is governed by the genotype of the pollen parent along with the occurrence of either to-dominant or dominant/recessive allelic interactions. In the sporophytic type the inhibition reaction occurs within minutes following pollen-stigma contact, the incompatible pollen grains usually failing to germinate, whereas in gametophytic system pollen tube inhibition takes place during growth in the transmitting tissue of the style. Recognition and rejection of self pollen are the result of interaction between the S-locus protein in the pistil and the pollen protein. In the gametophytic SI the S-associated glycoprotein which is similar to the fungal ribonuclease in structure and function are localized at the intercellular matrix in the transmitting tissue of the style, with the highest concentration in the collar of the stigma, while in the sporophytic SI deposit of abundant S-locus specific glycoprotein (SLSG).is detected in the cell wall of stigmatic papillae of the open flowers. In the gametophytic system S-gene is expressed mostly at the stigmatic collar the upper third of the style length and in the pollen after meiosis. On the other hand, in the sporophytic SI S-glycoprotein gene is expressed in the papillar cells of the stigma as well as in e sporophytic tape is cells of anther wall. Recognition and rejection of self pollen in the gametophytic type is the reaction between the ribonuclease in the transmitting tissue of the style and the protein in the cytoplasm of pollen tube, whereas in the sporophytic system the inhibition of selfed pollen is caused by the interaction between the Sycoprotein in the wall of stigmatic papillar cell and the tapetum-origin protein deposited on the outer wall of the pollen grain. The claim that the S-allele-associated proteins are involved in recognition and rejection of self pollen has been made merely based on indirect evidence. Recently it has been verified that inhibition of synthesis of S$_3$ protein in Petunia inflata plants of S$_2$S$_3$ genotype by the antisense S$_3$ gene resulted in failure of the transgenic plant to reject S$_3$ pollen and that expression of the transgenic encoding S$_3$ protein in the S$_1$S$_2$ genotype confers on the transgenic plant the ability to reject S$_3$ pollen. These finding Provide direct evidence that S-proteins control the s elf-incompatibility behavior of the pistil.

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토마토 자가불화합성에 관여하는 S RNase 유전자의 기능 (The Role of S RNase Associated with Gametophytic Self-Incompatibility in Tomato (Lycopersicon peruvianum))

  • 강나영;김명희;조규형;신동일;김달웅;박희성;정일경
    • 식물조직배양학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.219-226
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    • 2000
  • 야생종 토마토의 자가불화합성에 관여하는 S RNase 유전자를 자가화합성인 재배종 토마토에 도입하여 형질전환 식물체를 만들었다. 재조합 Ti-plasmid pBI-S$_{11}$을 제작하여 Agrobacteria를 이용한 leaf disc transformation방법으로 재배종 토마토에 형질전환시켰으며, Southern분석을 통해 형질전환 식물체의 염색체 내에 자가불화합성 유전자가 안정된 구조로 도입되었는지 확인하였다. 형질전환 식물체의 화주 단백질을 이용하여 RNase활성 염색을 하여 화주 내 5단백질의 활성을 확인하였다. 또한 형질전환 식물체의 화주 단백질을 이용하여 western분석을 수행한 결과, 야생종 토마토 유래의 자가불화합성 유전자에 의해 5단백질을 정확하게 발현하는 식물체를 확인, 선발하였다. 선발된 형질전환 식물체의 화분, 화주, 화변, 잎, 줄기 등 5개의 조직을 western분석하여 5 RNase 유전자가 야생종 토마토에서와 유사한 형태로 화주조직에서만 높게 발현되며 형질전환된 재배종 토마토에서도 조직 특이적으로 발현한다는 것을 확인하였다. 위의 결과로 야생종 토마토에서 자가불화합성에 결정적인 영향을 미치는 S RNase를 재배종 토마토에 발현시켰을 때 자가불화합성을 나타내는 재배종 토마토의 표현형은 변화가 없다는 것과 어떠한 형태적인 변화도 없다는 사실을 확인하였다. 그리고 배우자체 자가불화합성 기작에는 화주쪽의 S RNase 이외에 화분쪽의 또 다른 기구가 있다는 것을 추측할 수 있었다.

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Identification of Self-incompatibility Genotypes of Apricot (Prunus armeniaca L.) by PCR and Test Crosses

  • Jun, Ji Hae;Nam, Eun Young;Kwon, Jung Hyun;Chung, Kyeong Ho;Yoon, Ik-Koo;Yun, Seok-Kyu;Shin, Yong-Uk;Kwon, Soon Il
    • 한국육종학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.368-374
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    • 2011
  • Apricot (Prunus armeniaca L.) cultivars show a gametophytic self-incompatibility (GSI) system, like other fruit species of Rosaceae family. Thus, it is necessary to determine their S-genotypes in order for stable fruit set in commercial cultivation. S-genotypes of apricots were determined by PCR and test crosses. Three sets of consensus primers designed from Prunus S-RNases were used to amplify fragments containing the first and second S-RNase intron, respectively. Through the results obtained from the 3 PCRs, we could identify SI genotypes of 33apricot cultivars. Several cultivars such as 'Heiwa', 'Yamagata No.3' and 'Shinsuoomi' had the self-compatible (Sc) allele. Self-pollination tests revealed that cultivars with Sc allele were self-compatible. Cross-pollination tests confirmed that there was cross-incompatibility between the cultivars with the same S-genotypes. These results might be very useful for growers for effective pollination and for breeders using these in cross breeding programs.

미량요소 첨가가 자가불화합성 억제에 미치는 영향 (Studies on Inhibition of Self-Incompatibility with Micronutrients in Apple)

  • 정일경;손태권;김민지
    • 한국자원식물학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.285-292
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    • 2012
  • 본 연구는 사과의 자가불화합성 현상에 효과적인 저해제와 활력제를 탐색하기 위해 여러 종류의 물질을 조사하였다. 후지 사과의 화주조직에서 분비되는 S RNase에 대한 저해효과를 조사하기 위해 $In$ $vitro$ 상에서 효소 저해제를 넣어 효소활성을 측정한 결과, Iron(II) Sulfate에서 현저하게 활성이 24.3% 감소되어 저해효과가 뛰어난 것으로 나타났다. $In$ $vitro$ 상에서 후지 사과의 화분관 신장 억제 효과를 분석한 결과, 후지 사과의 화분은 2% Sucrose 신장배지 보다 10% Sucrose 신장배지에서 약 90% 이상의 높은 발아율을 나타났다. 또한 저해제와 첨가제 처리에 의한 안동지역과 영주지역의 Field에서 후지 사과 착과율 조사 결과, 안동지역에서는 $A^+$+V6 2회 처리가 86.1%로 중심화착과율이 가장 높았으며, 영주지역에서는 $A^+$+V1 1회 처리가 91.9%로 중심화 착과율이 가장 높은 것으로 나타났다.

배 자가결실성 "원교 나-자수정 2호" (Breeding of Self-compatible Pear "Wonkyo Na-jasoojung 2")

  • 신일섭;신용억;황해성;허성;김기홍;강삼석;김윤경
    • 한국육종학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.154-157
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    • 2009
  • 배는 배우체 자가 불화합성을 보이며, 이것은 단일 유전자좌의 복대립 유전자에 의하여 제어된다. '원교 나-자수정 2호'는 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 고품질 조생종 '원황'에 '92-18-79' (오사이십세기 자식계통, ${S_4}^{sm}{S_4}^{sm}$)를 2001년에 교배하여 얻은 계통 중에 자가 결실성이며 품질이 우수하여 중간모본으로 선발되었다. 만개기는 '오사이십세기'보다 1일 정도 빠르고 '원황'과는 유사하다. 수세는 중, 수자는 반개장형이다. 검은별무늬병(Venturia nashicola)에는 '오사이십세기' 정도로 약하고 검은무늬병(Alternaria kikuchiana)에는 '원황'과 같이 강하다. 자가 결실률은 65.7%로 안정된 자가 결실률을 보였다. 만개후 성숙기까지는 148일로 '오사이십세기'보다는 11일가량 빠르며, '원황'보다는 11일 정도 늦다. 과형은 원편원이고 과피는 황갈색이다. 평균 과중은 445 g이며 당도는 $13.3^{\circ}Brix$로 높고 과즙은 풍부하며 석세포는 적다.