筆記：介導自交不親和的SRK基因

什麼是SRK基因？

1. SRK由胞外域(extracellular domain, S domain)、跨膜域(transmembrane domain, TM)和 具有絲氨酸/蘇氨酸激酶活性的膜內域(kinase domain)三部分構成(圖1-A)；【SRK-SCR轉基因擬南芥自交不親和性的研究進展】
2. 當「自我」花粉落在柱頭上時, SCR與SRK同源二聚體互相識別, 並使SRK胞內域 自磷酸激活, 從而啟動SI反應(Ivanov等2010; Iwano和Takayama 2012), 這就是SI反應的上遊信 號識別過程【SRK-SCR轉基因擬南芥自交不親和性的研究進展】
3. 自交不親和 ( Self－incompatibility，SI) 是指植 物為了阻止自交促進異交來保持後代遺傳多樣性的 一種系統。在很多被子植物中 SI 由 S 位點控 制［11］。其中 SＲK 基因是決定自交不親和反應的雌 性因子，它是 S 位點發現的第二個基因［12］，在開 花前的柱頭乳突細胞中特異表達［13］。SＲK 基因的 第 3 至第 7 個外顯子編碼它的激酶結構域［14］，具 有催化活性，能結合下遊信號反應分子，是 SI 信 號傳導的關鍵。SＲK 基因的失活會導致植物自交親 和。《燈盞花自交不親和SRK基因編碼區甲基化分析》
4. 植物自交不親和性（Self-incompatibility，SI） 與自交親和性（Self-compatibility，SC）相對應，常 見於雌雄同株的開花植物，是植物在受精過程中特異性地識別並拒絕自花或親緣關係很近的花粉的一 種遺傳機制，是物種進化的結果。植物自交 不親和性一般是由S位點（S-locus）調控導致的，通 常單個S位點具有多個等位基因《多倍體植物自交不親和性研究進展》
5. 甘藍作為典型的異花授粉作 物，具有花期自交不親和的特性，屬於孢子體自交 不親和性植物（sporophyticSI，SSI）（Tantikanjana etal.，2010）。自交不親和系在遺傳上由多個復等 位基因高度多態性的 S 位點控制（Takasakietal.， 2000）。S 位點基因通常以一個單位遺傳給後代， 幾乎不會發生重組現象，因此 S 等位基因又稱作 S 單倍型。目前，已經分離到 3 類與該位點連鎖的基 因：SRK 受體激酶基因（S-locusreceptorkinase） （Nasrallahetal.，1985）、SLG 糖蛋白基因（S-locusglycoprotein）（Steinetal.，1991）、SCR（S 富 含 半 胱氨酸蛋白基因，S-locuscysteinerich）/SP11（S 蛋白 11 基因，S-locusprotein11）（Schopferetal.， 1999）。SLG 基因和SRK 基因在雌蕊柱頭中表達， SCR/SP11 基因在雄蕊花葯中表達，這3個基因 緊密連鎖，在花粉、柱頭識別過程中起重要作用 （Kusabaetal.，2000；Takasakietal.，2000； 盧 軍等，2007），其中 SRK 基因與SLG 基因均呈高 度多態性，同一S等位基因系中的SLG 基因與 SRK 基因在序列上協同進化，因此將這兩個基因 及其連鎖序列合稱為一種 S 單倍型（S-haplotype） （Boyes&Nasrallah，1993；Okamotoetal.，2004）。 迄今，蕓薹屬中已有逾 100 個 S 單倍型被確定，在 甘藍中已經找到了逾 50 個 S 單倍型（Ockendon， 2000）。不同 S 單倍型自交不親和系之間花期授粉 能正常結籽，相同 S 單倍型之間花期授粉不能結籽 或結籽率極低。因此，利用不同單倍型的自交不親 和系進行雜種一代配製是目前甘藍雜種優勢利用的 重要途徑之一。《基於SRK 基因序列分析的甘藍自交不親和 系單倍型鑑定及驗證》
6. 蕓薹屬自交不親和性可分為ClassⅠ型和 Class Ⅱ型兩大類，其中 Class Ⅰ型為花粉顯性，表 現強自交不親和；ClassⅡ型為花粉隱性，表現弱 自交不親和（Nasrallah&Nasrallah，1993）。《基於SRK 基因序列分析的甘藍自交不親和 系單倍型鑑定及驗證》
7. 芸苔屬植物自交不親和性(self-incompatibility, SI)是芸苔屬植物重要的生殖保障, 具有避免自 交、促進異交的作用。SI反應是由花粉配體SCR (S-locus cysteine rich)/SP11 (S-locus protein 11)與柱頭乳突細胞中的受體SRK (S-receptor kinase)特異 性地相互作用引起的胞內信號級聯反應導致的《芸苔屬植物自交不親和性S-受體激酶的內吞作用及信號傳遞網絡》
8. 受體SRK是 一個位於柱頭乳突細胞內的受體蛋白激酶, 由胞 外域、跨膜結構域和具有絲氨酸/蘇氨酸激酶活性 的胞內激酶域組成, 屬於植物類受體蛋白激酶(receptor-like kinase, RLK) S結構域亞家族的成員《芸苔屬植物自交不親和性S-受體激酶的內吞作用及信號傳遞網絡》