Kluczowa różnica między samoniezgodnością gametofitową i sporofitową polega na tym, że w systemie samoniezgodności gametofitowej fenotyp pyłku jest determinowany przez jego gametofityczny genotyp haploidalny, podczas gdy w przypadku niezgodności sporofitowej fenotyp pyłku jest determinowany przez genotyp diploidalny rośliny.
Samoniezgodność to mechanizm kontroli zapylania u roślin. Przede wszystkim zapobiega samozapyleniu i wymusza zapylenie krzyżowe, co jest korzystne ewolucyjnie. Samoniezgodność występuje w wyniku negatywnych interakcji chemicznych między pyłkiem a tkanką stylu w obrębie tego samego allelu. Chociaż pyłki i słupki są żywotne i płodne, kiełkowanie pyłku nie zachodzi w tych roślinach. Kiedy nie dochodzi do kiełkowania pyłku, łagiewka nie może się uformować. Wtedy pyłki nie dostarczają męskich gamet do żeńskich gamet w celu zapłodnienia. W rezultacie nie mogą produkować nasion.
Istnieją dwa główne systemy samoniezgodności, takie jak samoniezgodność gametofityczna i samoniezgodność sporofitowa. Są to systemy samoniekompatybilności pojedynczego locus, które są oparte na pojedynczym locus multialelicznym (S). Locus ten składa się z jednego genu S z ekspresją słupka i jednego genu S z ekspresją pyłku.
Co to jest samoniezgodność gametofityczna?
Samoniezgodność gametofityczna to rodzaj samoniezgodności, w której fenotyp S pyłku jest określany przez własny genotyp haploidalny S. Wymaga ścisłej kodominacji między allelami S w słupku, aby zapobiec zgodności heterozygotycznych osobników z ich własnymi pyłkami. Ogólnie rzecz biorąc, rodzic z pyłkiem o konstytucji genetycznej S1 i S2 wytwarza gamety o S1 i S 2 U żeńskiego rodzica te same allele S1 i S2 są współdominujące i ulegają ekspresji. Dlatego, gdy ziarna pyłku o S1 i S2 opadają na roślinę o S1 i S 2, oba pyłki nie wykiełkują, ponieważ reakcją na piętno jest kodominacja. Jeśli S1 i S2 pyłki spadają na S1 i S3 roślina, S2 pyłek może kiełkować z powodu częściowej niezgodności. Ponadto, jeśli S1 i S2 pyłki spadają na S3 i S 4, oba pyłki mogą kiełkować, ponieważ są całkowicie kompatybilne.
Rysunek 01: Gametofityczna niekompatybilność własna
Ścisła współdominacja jest bardzo ważna w przypadku samoniezgodności gametofitycznej. Ziarna pyłku posiadające różne allele do stylizacji tkanki będą kiełkować, podczas gdy inne pyłki nie będą kiełkować. Co więcej, samoniezgodność gametofityczna jest bardziej powszechna niż samoniezgodność sporofitowa. Ale jest gorzej rozumiany.
Co to jest samoniekompatybilność sporofitowa?
Samoniezgodność sporofityczna to system samoniezgodności, w którym fenotyp pyłku S jest określany przez diploidalny genotyp S rośliny macierzystej. W systemie sporofitowej samoniezgodności genotyp sporofitu (rośliny rodzicielskiej) determinuje reakcję niezgodności i S1>S2, S 2>S3 i S3>S4, itd.
Rysunek 02: Niezgodność sporofityczna
Męskie gamety obu S1 i S2 zachowują się jak S1 Podobnie, w stylu, S1 i S2 zachowują się jak S1 Stąd fuzja między nimi jest niekompatybilny. Podobnie skrzyżowanie S1S2 i S1S3 jest również niezgodny. Ale skrzyżowanie S1S2 i S3S4jest zgodny. Sporofitowa samoniezgodność jest powszechnie obserwowana wśród członków rodziny Brassicaceae.
Jakie są podobieństwa między gametofityczną a sporofityczną niekompatybilnością siebie?
- Samoniezgodność gametofityczna i sporofitowa to dwa rodzaje systemów samoniezgodności.
- Oba mechanizmy zapobiegają samozapyleniu i promują zapylenie krzyżowe.
- Oba mechanizmy są ewolucyjnie korzystne.
- Są to systemy samoniekompatybilności pojedynczego locus.
- Ponadto są to ściśle kontrolowane systemy genetyczne.
Jaka jest różnica między samoniekompatybilnością gametofityczną a sporofityczną?
Samoniezgodność to mechanizm, który zapobiega zapylaniu przez pyłki jednego kwiatu innych kwiatów tej samej rośliny (samozapylenie). Gametofityczna samoniezgodność występuje, gdy genotyp pyłku jest taki sam jak genotyp żeński. Dlatego niezgodność gametofityczna jest determinowana przez genotyp haploidalnych pyłków. W przeciwieństwie do tego, o niezgodności sporofitowej decyduje diploidalny genotyp pokolenia sporofitów. Samoniezgodność sporofitowa występuje, gdy pyłki zawierają jeden z dwóch alleli w rodzicielskim sporoficie. To jest więc kluczowa różnica między samoniekompatybilnością gametofitów i sporofitów.
Poniższa infografika pokazuje więcej szczegółów na temat różnicy między samoniekompatybilnością gametofitów i sporofitów.
Podsumowanie – Niezgodność siebie gametofityczna kontra sporofityczna
Samoniezgodność jest jednym z głównych mechanizmów promujących zapylenie krzyżowe. Zapobiega fuzji płodnych gamet męskich i żeńskich tego samego kwiatu lub tej samej rośliny. Ponadto samoniezgodność odgrywa znaczącą rolę w produkcji nasion mieszańców. Własna niezgodność gametofityczna jest determinowana genotypem gamet, natomiast niezgodność sporofitowa jest determinowana genotypem rośliny. Jest to więc kluczowa różnica między samoniekompatybilnością gametofitową i sporofitową.
