Sistema di auto-incompatibilità in pianta fiorita: sistema eteromorfo e omomorfico

Sistema di auto-incompatibilità nella pianta in fiore: sistema eteromorfico e omomorfico!

L'incompatibilità è l'incapacità dei gameti maschili e femminili funzionali di effettuare fertilizzazioni in particolari combinazioni. L'incompatibilità è la parte integrante dell'interazione del pistillo pollinico. L'incompatibilità opera tra specie (interspecifiche) e all'interno di specie (intraspecifiche).

Nel primo caso, è impedita la fecondazione tra i gameti che provengono da piante non collegate. Comunque nella fertilizzazione intraspecifica di incompatibilità se prevenuta tra gameti che provengono dallo stesso individuo e da altri individui della stessa specie. Sono state riportate incompatibilità intraspecifica o autoincompatibilità in 300 specie appartenenti a 20 famiglie di angiosperme.

L'autoincompatibilità sembra essere una reazione biochimica, ma la natura precisa di queste reazioni non è chiaramente compresa. L'autoincompatibilità è una barriera di pre-fertilizzazione. L'autoimpollinazione avviene a diversi livelli; in molte specie autoinconciliabili generalmente avviene prima dell'impollinazione incrociata.

L'incompatibilità post-fertilizzazione ha diversi meccanismi fisiologici dall'autoincompatibilità. L'autoincompatibilità è controllata da specifici geni e il polline con un particolare allele è inibito nel pistillo che porta gli stessi alleli.

L'autoincompatibilità può seguire:

(a) Sistema eteromorfo

(b) Sistema omomorfico

(a) Sistema eteromorfico:

In questo tipo di incompatibilità la stessa specie produce più di un tipo di fiore morfologico. Per esempio lunghezza relativa di stili e stami in fiori della stessa specie. Distintamente e tristy (Fig. 2.37) sono stati riportati rispettivamente in Primula e Evening primrose.

Primula ha due tipi di fiori pin e thrum. I fiori pin hanno stili lunghi e stami corti, mentre i fiori trionfi hanno stili corti e lunghi stami. La caratteristica è governata da un singolo gene, in cui Ss produce thrum e ss produce fiori pin.

La reazione di incompatibilità del polline è controllata dal genotipo della pianta che li produce S domina su s. Il sistema di incompatibilità rappresenta quindi il tipo sporofitico eteromorfo (Fig. 2.38). Questo tipo di sistema è stato riportato in piante come la patata dolce e il grano saraceno (per la spiegazione consultare la Fig. 2.38).

(b) Sistema omomorfico:

In questo tipo, l'incompatibilità non è collegata a differenze morfologiche di fiori. L'incompatibilità può essere dovuta al genotipo della pianta su cui è prodotto (controllo sporofitico) o dal proprio genotipo (controllo gametofitico).

(i) Nel controllo sporofitico l'incompatibilità è governata dal singolo gene S con alleli multipli. Più di 30 alleli sono presenti in Brassica oleracea. Pertanto, la reazione di incompatibilità del polline è controllata dal genotipo della pianta su cui viene prodotto il polline e non dal genotipo del polline. L'allele S può esibire dominanza, codominanza o competizione. Questo tipo di compatibilità è stato segnalato nelle colture di Radish e Brassica.

Fig. 2.38. Sistema di incompatibilità eteromorfico-sporofitico.

(ii) Nel controllo gametofitico (figura 2.39) l'incompatibilità del polline è controllata dal suo genotipo e non dal genotipo della pianta su cui è prodotto. Anche qui di solito, è determinato da un singolo gene con alleli multipli, ad esempio Nicotiana, Trifolium, Solanum, ecc. Per una spiegazione consultare (Fig. 2.39).

Rilevanza di rilevanza biologica dell'autocompatibilità:

L'autoincompatibilità potrebbe essere dovuta a:

(a) interazione con lo stigma del polline;

(b) Interazione stile tubo pollinico e

(c) Interazione tubo-ovulo pollinico.

In alberi da frutto autocompiacibili, è necessario piantare due varietà compatibili per garantire la fertilità. L'autoincompatibilità può essere utilizzata nella produzione di semi ibridi. In molti casi le forme autofertili sono altamente auspicabili e in tali casi sarebbe utile eliminare l'autoincompatibilità.

In natura, l'inbreeding e l'out-breeding delle piante sono regolati dall'incompatibilità intraspecifica e interspecifica. La vendita estensiva di piante porta a individui altamente omozigoti che hanno un valore di sopravvivenza molto basso.

La natura ha imposto l'autoincompatibilità per controllarlo. D'altra parte, l'incompatibilità interspecifica determina l'isolamento riproduttivo ed è quindi responsabile dell'emergere di nuove razze e specie attraverso il processo di mutazione e di ibridazione aperta.