甘薯trifida自交亲和性背后的秘密

甘薯trifida自交亲和性背后的秘密

引用

中国数字科技馆

等

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来源

1.

https://www.cdstm.cn/gallery/hycx/qyzx/201805/t20180501_759303.html

2.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_13196555

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https://baike.baidu.com/item/%E8%87%AA%E4%BA%A4%E4%B8%8D%E8%A6%AA%E5%92%8C%E6%80%A7/5105784

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http://www.yunbangwang.com/news/150.html

5.

http://www.gsc.ac.cn/kpzc/kpzs/201401/t20140114_152655.html

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https://www.chinbullbotany.com/CN/lexeme/showArticleByLexeme.do?articleID=82711

7.

https://www.xjishu.com/zhuanli/01/201811443813.html

甘薯的祖先种三浅裂野牵牛（Ipomoea trifida）具有典型的自交不亲和性（SSI），其自交不亲和机制由单位点复等位基因（S位点）控制。这种特性不仅影响着甘薯的繁殖方式，也为现代育种提供了重要线索。本文将从trifida的自交不亲和性表现、分子机制及其在育种中的应用等方面，深入探讨这一特性的科学意义。

trifida的自交不亲和性属于孢子体自交不亲和系统，主要表现为花粉萌发受抑制。当进行自交时，花粉在授粉后10-20分钟内无法在柱头上萌发，导致无法形成种子。这种自我识别机制发生在柱头表面，是植物防止近亲繁殖的重要手段。

trifida是甘薯的重要祖先种，与甘薯的起源和进化密切相关。关于甘薯的起源有两种主要观点：

• 日本学者认为甘薯是同源六倍体，起源于一种六倍体野生植物trifida。他们通过染色体分析和杂交实验，发现trifida包含二倍体、三倍体、四倍体和六倍体等多种类型，这些类型都具有与甘薯相同的染色体组。

• 美国学者则认为甘薯是异源六倍体，起源于trifida（二倍体）和I.triloba（二倍体）两种野生植物。他们通过减数分裂观察和形态特征分析，发现trifida和I.triloba与甘薯的相似度最高。

trifida的自交不亲和性由S位点控制，该位点包含多个基因：

• 雄性决定基因：如AB2基因，与芸薹属的SP11/SCR同源，可能作为雄性配体
• 雌性决定基因：如SE1、SE2、SEA等，可能通过钙离子信号通路抑制花粉管生长

这些基因在花药绒毡层和柱头乳突细胞中特异性表达，共同决定了自交不亲和性的表现。

自交不亲和性在植物育种中具有重要应用价值：

• 利用自交不亲和系配制杂种，可以避免去雄操作，简化育种流程
• 通过远缘杂交获得杂种优势，提高作物产量和品质
• 在油菜、甘蓝、大白菜等作物育种中已有成功应用

对于甘薯而言，trifida的自交不亲和性为其育种提供了重要参考。通过解析S位点基因，可以开发分子标记辅助选择亲本，或利用自发突变体创制自交亲和材料。

目前，关于trifida自交不亲和性的研究主要集中在S位点的遗传机制和相关基因的功能解析。最新研究显示，通过严格的保存措施和环境控制，trifida的实生种子可以保存9-10年，发芽率仍能维持在80%以上。

未来，随着基因组学和分子生物学技术的发展，我们有望更深入地理解trifida自交不亲和性的分子机制，为甘薯育种提供更精准的指导。同时，通过基因编辑等技术，可以创制自交亲和材料，为甘薯的遗传改良开辟新途径。

总之，trifida的自交不亲和性不仅是其自身繁殖机制的重要组成部分，也为甘薯育种提供了宝贵资源。通过持续的科学研究，我们可以更好地利用这一特性，培育出更优质的甘薯品种。