Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nồng độ etylen tăng cao gây ra cái chết theo chương trình dẫn đến tình trạng tử vong nhạy cảm với nhiệt độ ở những cây con lai từ sự giao phối giữa Nicotiana suaveolens × N. tabacum
Tóm tắt
Các cơ chế cách ly sinh sản (RIMs) thường trở thành rào cản trong việc lai giống. Tử vong lai là một loại con chết ở giai đoạn sinh sản nhưng cơ chế sinh lý của nó vẫn chưa được làm rõ. Những cây con lai giữa Nicotiana suaveolens Lehm. × N. tabacum L. cv. Hicks-2 thể hiện hiện tượng tử vong nhạy cảm với nhiệt độ. Hiện tượng này được kích thích bởi cái chết tế bào theo chương trình (PCD) đi kèm với các thay đổi điển hình của sự apoptosis ở động vật trong cây con lai ở 28 °C nhưng không phải ở 36 °C. Khi cây con lai được nuôi cấy ở 28 °C, sự phân mảnh DNA bắt đầu từ lá cotyledon, và sự phân mảnh nhân sau đó tiến triển với các triệu chứng chết xuất hiện khắp cây con. Ở 28 °C, sự sản xuất etylen trong cây con lai có thể phát hiện ở mức cao so với mức sản xuất trong cây mẹ. Ngược lại, tỷ lệ sản xuất etylen trong cây con lai được nuôi cấy ở 36 °C tương đương với mức ở cây mẹ. Việc điều trị bằng các chất ức chế tổng hợp etylen, axit amino-oxyacetic và amino-ethoxyvinyl glycine, đã ức chế triệu chứng chết và thay đổi apoptosis, đồng thời cũng kéo dài thời gian sống của cây con lai. Do đó, sự gia tăng tỷ lệ sản xuất etylen có liên quan chặt chẽ đến sự biểu hiện triệu chứng tử vong và những thay đổi về apoptosis trong cây con lai. Từ những quan sát này, chúng tôi kết luận rằng etylen được sản xuất quá mức đóng vai trò quan trọng trong việc trung gian PCD và sự tử vong tiếp theo ở cây con lai. Hơn nữa, nghiên cứu hiện tại đã cung cấp bằng chứng đầu tiên rằng etylen có liên quan đến hiện tượng tử vong lai.
Từ khóa
#cái chết tế bào theo chương trình #etylen #sự nhạy cảm với nhiệt độ #tử vong lai #lai giống #Nicotiana suaveolens #N. tabacumTài liệu tham khảo
Abeles FB, Morgan PW, Saltveit Jr ME (2000) Ethylene in plant biology, 2nd edn. Academic Press, San Diego
Afford S, Randhawa S (2000) Apoptosis. Mol Pathol 53:55–63
Asai T, Stone JM, Heard JE, Kovtun Y, Yorgey P, Sheen J, Ausubel FM (2000) Fumonisin B1-induced cell death in arabidopsis protoplasts requires jasmonate-, ethylene-, and salicylate-dependent signaling pathways. Plant Cell 12:1823–1836
Atta-Aly M (1992) Effect of high temperature on ethylene biosynthesis by tomato fruit. Postharvest Biol Technol 2:19–24
De Jong AJ, Hoeberichts FA, Yakimova ET, Maximova E, Woltering EJ (2000) Chemical-induced apoptotic cell death in tomato cells: involvement of caspase-like proteases. Planta 211:656–662
De Jong AJ, Yakimova ET, Kapchina VM, Woltering EJ (2002) A critical role for ethylene in hydrogen peroxide release during programmed cell death in tomato suspension cells. Planta 214:537–545
Hanania U, Furman-Matarasso N, Ron M, Avni A (1999) Isolation of a novel SUMO protein from tomato that suppresses EIX-induced cell death. Plant J 19:533–541
He C-J, Morgan PW, Drew MC (1996) Transduction of an ethylene signal is required for cell death and lysis in the root cortex of maize during aerenchyma formation induced by hypoxia. Plant Physiol 112:463–472
Iwai S, Kishi C, Nakata K, Kawashima N (1986) Production of Nicotiana tabacum × Nicotiana acuminata hybrid by ovule culture. Plant Cell Rep 5:403–404
Jones AM (2001) Programmed cell death in development and defence. Plant Physiol 125:94–97
Lloyd R (1975) Tissue culture as a means of circumventing lethality in an interspecific Nicotiana hybrid. Tob Sci XIX:4–6
Lund ST, Stall RE, Klee HJ (1998) Ethylene regulates the susceptible response to pathogen infection in tomato. Plant Cell 10:371–382
Lurie S, Handros A, Fallik E, Shapira R (1996) Reversible inhibition of tomato fruit gene expression at high temperature. Plant Physiol 110:1207–1214
Marubashi W, Kobayashi M (2002) Temperature-dependent apoptosis detected in hybrid between Nicotiana debneyi and N. tabacum expressing lethality. Plant Biotechnol 19: 267–270
Marubashi W, Yamada T, Niwa M (1999) Apoptosis detected in hybrids between Nicotiana glutinosa and N. repanda expressing lethality. Planta 210:168–171
Mayr E (1963) Animal species and evolution. Belknap Cambridge, MA
Murashige T, Skoog F (1962) A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol Plant 15:473–497
Oka H-I, Doida Y (1962) Phylogenetic differentiation of cultivated rice, XX. Analysis of the genetic basis of hybrid breakdown in rice. Jpn J Genet 37:24–35
Orzáez D, Granell A (1997) The plant homologue of the defender against apoptotic death gene is down-regulated during senescence of flower petals. FEBS Lett 404:275–278
Overmyer K, Tuominen H, Kettunen R, Betz C, Langebartels C, Sandermann Jr H, Kangasjärvi J (2000) Ozone-sensitive Arabidopsis rcd1 mutant reveals opposite roles for ethylene and jasmonate signaling pathways in regulating superoxide-dependent cell death. Plant Cell 12:1849–1862
Phillips LL (1977) Interspecific incompatibility in Gossypium. IV. Temperature-conditional lethality in hybrids of G. klotzschianum. Am J Bot 64:914–915
Provine WB (1991) Alfred Henry Sturtevant and crosses between Drosophila melanogaster and Drosophila simulans. Genetics 129:1–5
Samora PJ, Stelly DM, Kohel RJ (1994) Localization and mapping of the Le 1 and Gl 2 loci of cotton (Gossypium hirsutum L.). J Hered 85:152-157
Sharma HC, Ohm HW (1990) Crossability and embryo rescue enhancement in wide crosses between wheat and three Agropyron species. Euphytica 49:209–214
Stebbins GL (1966) Reproductive isolation and the origin of species. In: Processes of organic evolution. Prentice-Hall, New Jersey, pp 85–112
Woltering EJ, De Jong AJ, Yakimova ET (1999) Apoptotic cell death in plants: the role of ethylene. In: AK Kanellis (ed) Biology and biotechnology of the plant hormone ethylene II. Kluwer, Dordrecht, pp 209–216
Yamada T, Marubashi W, Niwa M (1999) Detection of four lethality types in interspecific crosses among Nicotiana species through the use of three rescue methods for lethality. Breed Sci 49:203–210
Yamada T, Marubashi W, Niwa M (2000) Apoptotic cell death induces temperature-sensitive lethality in hybrid seedlings and calli derived from the cross of Nicotiana suaveolens × N. tabacum. Planta 211:614–622
Yamada T, Marubashi W, Nakamura T, Niwa M (2001a) Possible involvement of auxin-induced ethylene in an apoptotic cell death during temperature-sensitive lethality expressed by hybrid between Nicotiana glutinosa and N. repanda. Plant Cell Physiol 42:923–930
Yamada T, Takatsu Y, Kasumi M, Manabe T, Hayashi M, Marubashi W, Niwa M (2001b) Novel evaluation method of flower senescence in freesia (Freesia hybrida) based on apoptosis as an indicator. Plant Biotech 18:215–218
Yang SF, Hoffman NE (1984) Ethylene biosynthesis and its regulation in higher plants. Annu Rev Plant Physiol 35:155–189
Young TE, Gallie DR (2000) Regulation of programmed cell death in maize endosperm by abscisic acid. Plant Mol Biol 42:397–414
Zeven AC (1981) Eighth supplementary list of wheat varieties classified according to their genotype for hybrid necrosis. Euphytica 30:521–539