小组研究自私基因如何导致开花植物的雄性不育

当父母来自不同物种时，为什么植物经常无菌?物种如何在自然界中保持独立的实体?安德烈·L·凯斯博士，肯特州立大学艺术与科学学院生物科学系副教授，共同撰写了一篇文章，可以为“皇家学位论文”中的这些基本问题提供一些答案。社会B，最近在线发表。

Case和她在蒙大拿大学的合着者(Findley R. Finseth，Camille M. Barr和Lila Fishman)在他们的文章“Mimulus中细胞核杂交不相容的自私进化”中描述了他们使用基因组数据来记录自然选择负责杂种雄性不育的基因，通常称为猴子花。

生物学家可以识别不同动物和植物物种的方法之一是表明它们在交配后不能生育活力或肥沃的后代。

“许多密切相关的物种，即最近成为单一物种的物种，已经丧失了相互生育可育或生育后代的能力，”凯斯说。“这种情况的发生过程仍在调查中，特别重要的是要弄清楚物种之间生殖不相容性演变的遗传机制。”

本文还讨论了遗传冲突的后果，当一种遗传因素降低同一基因组中其他遗传因素的适应性时，就会产生遗传冲突。植物中的雄性不育基因已被预测会导致雄性遗传的线粒体基因之间的遗传冲突，这些基因不是由雄性传播的，而是从雄性和雌性遗传的核基因。

“我们的结果与母体线粒体雄性不育基因在单个群体中的'自私'传播一致，其次是对恢复男性生育能力的核抑制因子的强烈选择，”Case说。“这是推动物种内自私基因和抑制因子进化的一个基因组内冲突的例子，它可能经常成为开花植物物种间杂种不育的基础。”

在他们的研究中存在冲突的特定基因是植物育种者用来创造新品种作物的那些基因。Case表示，像Mimulus这样的非作物植物几乎没有数据显示过去像自然选择这样的进化力如何对这些基因起作用。

在论文中，研究人员解释了两种密切相关的植物物种之间杂交种导致雄性不育的基因是如何进化的。他们表明这不是偶然的 - 涉及自然选择 - 他们表明自然选择是强大而直接的，对不相容的基因本身起作用。他们表明，自然选择的结果是解决了自私的雄性不育基因与其共同进化的抑制因子之间的遗传冲突。

“我们已经确定参与雄性不育的基因是开花植物中普遍存在的基因，因此我们研究的遗传机制也可能无处不在，”凯斯说。“它可能是一种非常常见的机制，有助于将物种保持为自然界中的独立实体。”

Case于2015年春季在蒙大拿大学休假期间进行了这项研究和分析，随后在2016年进行了进一步的分析。虽然本文中的数据显示了单个人群中发生的情况，但未来的研究将解决独特或典型的。他们还想知道基因组中的任何其他元素是否参与解决遗传冲突，以及冲突对基因组其他部分的潜在影响。

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