Plant sex determination and sex chromosomes

ABSTRACT

Sex determination systems in plants have evolved many times from hermaphroditic ancestors (including  monoecious plants with separate male and female flowers on the same individual), and sex chromosome  systems have arisen several times in flowering plant evolution. Consistent with theoretical models for the  evolutionary transition from hermaphroditism to monoecy, multiple sex determining genes are  involved, including male-sterility and female-sterility factors .The requirement that recombination should be rare  between these different loci is probably the chief reason for the genetic degeneration of Y chromosomes. Theories for Y chromosome degeneration are reviewed in the light of recent results from genes on plant sex chromosomes.

INTRODUCTION

The genetic control of sex determination is becoming well understood in several animal systems, particularly Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans and mammals. In plants, understanding the sex  determination system is closely connected with understanding how separate sexes evolved, and current theoretical ideas about this also illuminate the evolution of sex chromosomes. Angiosperms are also of  particular interest for empirical studies of sex chromosome evolution, because they probably evolved separate sexes repeatedly and relatively recently .Other plants, particularly Bryophytes (see Okada et al ,2001), also have interesting independently evolved sex chromosomes. In many sexually reproducing plant species (and some animals) all individuals are essentially alike in their gender condition. Many such ‘sexually monomorphic’ species are hermaphroditic. The term ‘cosexual’ (Lloyd, 1984) is used when individual plants have both sex functions ,whether present within each flower (hermaphrodite), or in separate male and female flowers (monoecious). A minority of plant species are ‘sexually polymorphic’, including dioecious species, with separate males and females (Table 1). Many dioecious species with hermaphrodite relatives have evident rudiments of opposite sex structures in flowers of plants of each sex, suggesting recent evolution of  unisexual flowers (Darwin, 1877). The low frequency and scattered taxonomic distribution of dioecy and sex chromosomes suggest that cosexuality is the ancestral angiosperm state (Figure 1) (Charlesworth, 1985; Renner and Ricklefs, 1995. Sex chromosomes therefore probably evolved repeatedly and quite recently .

چکیده

سیستم های تعیین جنسیت در گیاهان چندین بار از اجداد هرمافردیتی (از جمله گیاهان یکساله با گلهای جداگانه مردانه و زنانه بر روی یک فرد تکامل یافته) تکامل یافته اند و سیستم های کروموزوم جنسی چند بار در تکامل گل های گیاهی ظاهر شده اند. مطابق با مدل های نظری برای انتقال تکاملی از هرمافوردیتیسم به تک سیتی، ژن های تعیین جنسیت چندگانه شامل عوامل ناباروری و فرسایش زنانه هستند. نیازمند ترکیب مجدد بین این لک های مختلف نادر، احتمالا دلیل اصلی انحطاط ژنتیکی است از کروموزوم های Y. نظریه های انحطاط کروموزوم Y بر اساس نتایج اخیر ژن های کروموزوم جنس گیاهی بررسی شده است.

مقدمه

کنترل ژنتیکی تعیین جنسیت در چندین سیستم حیوانی، به ویژه Drosophila melanogaster، Caenorhabditis elegans و پستانداران، قابل درک است. در گیاهان درک درستی از سیستم تشخیص جنسیت با درک اینکه چگونه جنس های جداگانه تکامل یافته اند، درک شده اند و ایده های نظری فعلی در مورد این نیز تکامل کروموزوم های جنسی را روشن می کند. آنزیمپروم ها نیز برای مطالعه های تجربی تکامل جنین کروموزوم مورد توجه خاص هستند، زیرا آنها احتمالا جنبه های جداگانه را مکررا و به نسبت اخیرا تکامل یافته اند. سایر گیاهان، به خصوص بریوفیت ها (Okada و همکاران، 2001)، همچنین کروموزوم های جنسی را به طور مستقل توسعه داده اند. در بسیاری از گونه های گیاهی تناسلی (و بعضی از حیوانات) همه افراد در شرایط جنسیتی خود اساسا یکسان هستند. بسیاری از گونه های “جنس مونومورفیک” هرمافردی هستند. اصطلاح “همجنس گرایان” (Lloyd، 1984) هنگامی که گیاهان فردی هر دو عمل جنسی دارند، در هر گل (هرمافردیت)، و یا در جداول جداگانه ای از پسران و پسران (تک نفس) استفاده می شود. اقلیتی از گونه های گیاهی به لحاظ جنسی چندساله هستند، از جمله گونه های دزفول، با مردان و زنان مجزا (جدول 1). بسیاری از گونه های دودی که دارای خویشاوندان هرمافرویدی هستند، سبب ایجاد ساختارهای مخالف جنسی در گل گیاهان هر جنس می شوند، که بیانگر تکامل اخیر گل های دوقطبی (Darwin، 1877) است. فرکانس پایین و توزیع تاکسونومیک پراکنده کروموزوم های دیجیتال و جنس نشان می دهد که سکسوالی بودن حالت پیشانی نژادپرست است (شکل 1) (Charlesworth، 1985؛ Renner and Ricklefs، 1995. بنابراین کروموزوم های جنسی احتمالا تکامل یافته اند و به تازگی منتشر شده است.

Year: 2002

Publisher : ELSEVIER

By :  D Charlesworth

File Information: English Language/ 8 Page / size: 149 KB

Download

سال : 1381

ناشر : ELSEVIER

کاری از : دی چارلزورث

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 8 صفحه / حجم : KB 149

لینک دانلود