Ključna razlika med gametofitno in sporofitno lastno nekompatibilnostjo je v tem, da je v sistemu gametofitne samoinkompatibilnosti fenotip cvetnega prahu določen z njegovim gametofitnim haploidnim genotipom, medtem ko je pri sporofitni samoinkompatibilnosti fenotip cvetnega prahu določen z diploidnim genotipom rastline.
Samonezdružljivost je mehanizem za nadzor opraševanja v rastlinah. Predvsem preprečuje samooprašitev in uveljavlja navzkrižno opraševanje, kar je evolucijsko prednost. Samoinkompatibilnost se pojavi kot posledica negativnih kemičnih interakcij med cvetnim prahom in stilnim tkivom znotraj istega alela. Čeprav so cvetni prah in pestiči sposobni preživetja in plodni, pri teh rastlinah ne pride do kalitve cvetnega prahu. Če ne pride do kalitve cvetnega prahu, se cvetni prah ne more oblikovati. Potem cvetni prah ne uspe prenesti moških spolnih celic v ženske spolne celice za oploditev. Posledično ne morejo proizvajati semen.
Obstajata dva glavna sistema samo-nezdružljivosti, kot sta gametofitna in sporofitna samo-nezdružljivost. So sistemi samonezdružljivosti z enim lokusom, ki temeljijo na enem samem večalelnem lokusu (S). Ta lokus je sestavljen iz enega pestiča, ki izraža gen S, in enega cvetnega prahu, ki izraža gen S.
Kaj je gametofitska lastna nekompatibilnost?
Gametofitska samo-nezdružljivost je vrsta samo-nezdružljivosti, pri kateri fenotip S cvetnega prahu določa njegov lastni haploidni S genotip. Zahteva strogo kodominanco med aleli S v pestiču, da se prepreči, da bi heterozigotni posamezniki postali združljivi z lastnim cvetnim prahom. Na splošno starš cvetnega prahu z gensko konstitucijo S1 in S2 proizvaja gamete S1 in S 2 Pri ženski starši sta ista alela S1 in S2 kodominantna in se izrazita. Torej, ko zrna cvetnega prahu s S1 in S2 padejo na rastlino s S1 in S 2, oba peloda ne bosta kalila, ker je reakcija pri stigmi kodominanca. Če S1 in S2 cvetni prah pade na S1 in S3 rastlina, S2 cvetni prah lahko vzklije zaradi delne nezdružljivosti. Še več, če S1 in S2 cvetni prah pade na S3 in S 4, oba cvetnega prahu lahko vzkalita, saj je popolnoma združljiv.
Slika 01: Gametofitska lastna nekompatibilnost
Stroga kodominanca je zelo pomembna pri gametofitski samoinkompatibilnosti. Zrna cvetnega prahu, ki imajo različne alele za stilno tkivo, bodo vzklila, medtem ko drugi cvetni prah ne bodo vzklili. Poleg tega je gametofitna samo-nezdružljivost pogostejša kot sporofitna samo-nezdružljivost. Vendar je manj dobro razumljen.
Kaj je sporofitna lastna nekompatibilnost?
Sporofitna samoinkompatibilnost je sistem samoinkompatibilnosti, v katerem je fenotip peloda S določen z diploidnim genotipom S njegove matične rastline. V sporofitnem sistemu samoinkompatibilnosti genotip sporofita (matične rastline) določa reakcijo inkompatibilnosti in S1>S2, S 2>S3 in S3>S4, etc.
Slika 02: Sporofitna lastna nezdružljivost
Moške gamete obeh S1 in S2 se obnašajo kot S1 Podobno, v slogu se S1 in S2 obnašata kot S1 Zato je zlitje med njima nezdružljivo. Podobno je križanec med S1S2 in S1S3 prav tako ni združljiv. Toda križanec med S1S2 in S3S4je združljiv. Med člani družine Brassicaceae je pogosto opažena sporofitna lastna nezdružljivost.
Kakšne so podobnosti med gametofitno in sporofitno samonezdružljivostjo?
- Gametofitna in sporofitna samonezdružljivost sta dve vrsti sistemov samonezdružljivosti.
- Oba mehanizma preprečujeta samoopraševanje in spodbujata navzkrižno opraševanje.
- Oba mehanizma sta evolucijsko ugodna.
- So sistemi samonezdružljivosti z enim lokusom.
- Poleg tega so strogo nadzorovani genetski sistemi.
Kakšna je razlika med gametofitno in sporofitno samokompatibilnostjo?
Samonekompatibilnost je mehanizem, ki preprečuje, da bi cvetni prah enega cveta oplodil druge cvetove iste rastline (samooprašitev). Gametofitna samoinkompatibilnost se pojavi, če je genotip cvetnega prahu enak genotipu samice. Zato je gametofitska samoinkompatibilnost določena z genotipom haploidnih pelodov. Nasprotno pa sporofitno samoinkompatibilnost določa diploidni genotip generacije sporofita. Sporofitna lastna nezdružljivost se pojavi, ko pelodi vsebujejo enega od obeh alelov v staršu sporofita. Torej, to je ključna razlika med gametofitno in sporofitno samoinkompatibilnostjo.
Spodnja infografika prikazuje več podrobnosti o razliki med gametofitno in sporofitno samokompatibilnostjo.
Povzetek – gametofitna in sporofitna lastna nezdružljivost
Samonezdružljivost je eden glavnih mehanizmov, ki spodbujajo navzkrižno opraševanje. Preprečuje zlitje plodnih moških in ženskih spolnih celic iste rože ali iste rastline. Poleg tega ima lastna nekompatibilnost pomembno vlogo pri proizvodnji hibridnih semen. Gametofitno lastno nekompatibilnost določa genotip gamet, sporofitno lastno nekompatibilnost pa določa genotip rastline. To je torej ključna razlika med gametofitno in sporofitno samoinkompatibilnostjo.
