Autoincompatibilità
1.
Generalità
2.
Tipi di autoincompatibilità
5.
Autoincompatibilità e miglioramento genetico
6.
Metodi per superare l’ autoincompatibilità
7.
Metodi per indurre l’ autoincompatibilità
Alleli Multipli
Per alcuni geni, però, possono esistere più di due alleli. In questo caso si
parlerà di ALLELI MULTIPLI e gli alleli costituiranno una serie allelica
multipla
Gene A; 5 alleli: A1, A2, A3, A4, A5
Un singolo individuo diploide può possedere al massimo due di questi
alleli, uno su ciascuno dei due cromosomi omologhi recanti il locus
genico
A1A2
A4A4
A2A5
A1
A4
A2
A2
A4
A5
…..Etc.
Autoincompatibilità
• Meccanismo di riconoscimento e rigetto del
polline a livello di stilo/stimma
• Controllato geneticamente dal locus S
– Se nei genitori alleli S diversi = compatibilità
– Se nei genitori alleli S uguali = incompatibilità
Autoincompatibilità
S1S2 x S1S2
S2
S1
S2
S3S4 x S1S2
S1
S2
stilo
S1
S1S2 x S1S2
S1S2
S1S2
Genotipo della pianta femminile al locus S
S3S4
Biochimica della reazione
E’ un meccanismo di riconoscimento e rigetto!
4 fasi:
A. accumulo di proteine S nella parete del polline e nello stilo / stimma
B. riconoscimento dei prodotti genici uguali
C. formazione di callosio tra stimma e polline o alla base del tubetto pollinico
nello stilo
D. inibizione del granulo pollinico (sullo stimma) o del tubetto pollinico (nello
stilo)
Autoincompatibilità gametofitica
• Il genotipo del polline determina il
tipo di reazione
S1S2
S1S3
S3S4
• Interazione tra tubetto pollinico e
stilo
S1
S2
S1
x S1S2
S2
S1
S2
• Il tubetto pollinico cresce negli
stili di quelle piante che, al locus
S, non contengono lo stesso
allele presente nel polline
• 50% delle angiosperme
S1S2
S1S3
S3S4
Genotipo della pianta madre al locus S
Autoincompatibilità sporofitica
•
Il genotipo diploide della pianta
che produce il polline determina
la reazione
•
Il polline, pur essendo aploide,
presenta i prodotti genici di
entrambi gli alleli S
•
Il polline S1 prodotto dalla
pianta S1S2 non germina sullo
stimma della pianta S1S3
S1S2
S1S3
S3S4
S1
S2
S1S2
S1
x S1S2
S2
S1S3
S1
S2
S3S4
Genotipo della pianta madre
Autoincompatibilità gametofitica e sporofitica
GAMETOFITICA
Inibizione a livello di stilo
Uno o più loci poliallelici
• Fenotipo del polline determinato dal genotipo del
polline stesso
• Il polline (aploide) esprime 1 solo dei 2 alleli S
• Circa 50% delle angiosperme (Solanacee,
barbabietola, giglio, rosa, foraggere)
• Poco studiata
SPOROFITICA
Inibizione a livello di stimma
Uno o più loci diallelici
Uno o più loci poliallelici
• Fenotipo del polline determinato dal genotipo della
pianta madre che lo ha prodotto (tessuto somatico
dell’antera)
• Il polline (aploide) esprime entrambi gli alleli S
• Tipica delle Brassicacee
• Meglio studiata
Vantaggi dell‘autoincompatibilità
• Previene l’autofecondazione
• Previene la depressione da inbreeding
• Incrementa la variabilità genetica
• Conferisce una maggiore capacità di adattarsi alle condizioni
ambientali variabili
PERCHE’
L’AUTOINCOMPATIBILITA’ E’
IMPORTANTE PER IL
MIGLIORAMENTO
GENETICO?
Uso dell’autoincompatibilità
• Produzione di ibridi F1
•
•
Piante autogame a produzione vegetativa (es.
fiori, foglie) in cui si vuole evitare la
formazione di frutti
Emasculazione
Piante che producono frutti
partenocarpici (senza semi)
Impollinazione
…. ma a volte è uno svantaggio
• Produzione di linee omozigoti
• Arboricoltura
necessità impollinatori
Metodi per superare l’autoincompatibilità
TEMPORANEI
bud pollination
calore
fecondazione in vitro
radiazioni
polline mentore
PERMANENTI
poliploidizzazione
mutagenesi
Silenziamento genico (es. RNA antisenso in petunia e tabacco)
