Генетическая несовместимость

Генетическая несовместимость — это невозможность слияния функционально нормальных гамет у высших растений или как гамет, так и вегетативных клеток у грибов и водорослей. Она является одной из форм репродуктивной изоляции.

Физиологические механизмы, обеспечивающие реакции генетической несовместимости, по‑видимому, весьма разнообразны, однако подробно изучены лишь у немногих низших грибов.

Генетический контроль несовместимости подразделяется на несколько типов, каждый из которых характерен для разных таксонов:

• В одних случаях слияние возможно только между клетками, несущими различные аллели одного гена (гетероаллельное состояние).
• В других — слияние происходит только при наличии одинаковых аллелей (гомоаллельное состояние).
• Возможно также взаимодействие нескольких генов, совместно определяющих реакцию несовместимости.

Среди высших растений генетическая несовместимость широко распространена у видов с гермафродитным (обоеполым) типом цветка и служит обычным механизмом обеспечения перекрёстного опыления и оплодотворения, предотвращая самоопыление.

При этом различают два основных типа:

Спорофитный тип

Поведение пыльцы (её способность к прорастанию и оплодотворению) зависит от генотипа отцовского растения — спорофита.

Гаметофитный тип

Поведение пыльцы определяется только её собственным гаплоидным генотипом, то есть генотипом мужского гаметофита.

В обоих случаях реакция несовместимости осуществляется на уровне взаимодействия диплоидных тканей пестика (рыльца и столбика) с гаплоидной пыльцой.

У многоклеточных животных генетическая несовместимость как механизм предотвращения самооплодотворения не получила широкого распространения, что связано с раздельнополостью. Исключение составляют некоторые гермафродитные беспозвоночные, например оболочники.

Современный контекст

Сегодня система генетической несовместимости у растений (часто называемая S‑локусом — от англ. self‑incompatibility) является классической моделью для изучения клеточной сигнализации, распознавания «свой‑чужой» на молекулярном уровне и коэволюции мужских и женских репродуктивных структур. У многих видов (например, у капустных — Brassicaceae) гены S‑локуса, контролирующие несовместимость, клонированы и их белковые продукты — рецепторные киназы на пестике и небольшие пептиды в пыльце — хорошо изучены. Это позволило понять, как растение на молекулярном уровне отличает собственную пыльцу от чужой.