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Nature genetics: 无融合生殖蒲公英的孤雌生殖等位基因可以诱导莴苣卵细胞分裂而不受精

花匠小妙招
2025-08-13 08:48

无融合生殖(apomixalis)是开花植物中一种罕见但广泛存在的性状。

我们已经从无融合生殖的蒲公英中分离出孤雌生殖(PAR)基因，该基因可以触发未受精卵细胞的胚胎发育。PAR编码K2-2锌指，耳域蛋白。与隐性性等位基因不同，显性PAR等位基因在卵细胞中表达，并在启动子中插入一个微型的反向重复转座元件(MITE)。含有MITE的启动子可以激活有性生菜的同源基因，互补单性生殖突变体的蒲公英缺失表型。类似的MITE也存在于山楂属植物的无融合生殖形式的PAR基因启动子中，表明了平行进化的情况。蒲公英PAR在莴苣卵细胞中异源表达可诱导单倍体胚状结构。有性生殖的PAR等位基因在花粉中表达，表明有性生殖的物种在受精后，该基因产物对胚胎发生有阻断作用，而在无融合生殖的物种中，PAR的表达在未受精的情况下触发了胚胎发生。

Apomixis, the clonal formation of seeds, is a rare yet widely distributed trait in flowering plants. We have isolated the PARTHENOGENESIS (PAR) gene from apomictic dandelion that triggers embryo development in unfertilized egg cells. PAR encodes a K2-2 zinc finger, EAR-domain protein. Unlike the recessive sexual alleles, the dominant PAR allele is expressed in egg cells and has a miniature inverted-repeat transposable element (MITE) transposon insertion in the promoter. The MITE-containing promoter can invoke a homologous gene from sexual lettuce to complement dandelion LOSS OF PARTHENOGENESIS mutants. A similar MITE is also present in the promoter of the PAR gene in apomictic forms of hawkweed, suggesting a case of parallel evolution. Heterologous expression of dandelion PAR in lettuce egg cells induced haploid embryo-like structures in the absence of fertilization. Sexual PAR alleles are expressed in pollen, suggesting that the gene product releases a block on embryogenesis after fertilization in sexual species while in apomictic species PAR expression triggers embryogenesis in the absence of fertilization.

https://www./articles/s41588-021-00984-y

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所属分类：花卉