单亲优势是植物远缘杂交克服遗传不相容的关键策略

摘要

为深入理解被子植物属间和科间远缘杂交后代呈单亲优势现象的遗传机制及其适应性意义，对相关研究进行检索和分析，梳理远缘杂交后代的变异特征、单亲优势的形成机制及其适应性意义。结果表明：1）属间和科间杂交后代表型显著偏向单一亲本，另一弱势亲本的特征仅少量表达或不表达，呈单亲优势（Uniparental dominance），与近缘杂交得到的经典遗传变异规律不同，即表现出非孟德尔式遗传模式。2）单亲优势形成受3个层面调控，即合子发育早期染色体不对称消除；基因表达偏倚，弱势亲本染色体或其片段系统性丢失与转录沉默；表观遗传修饰差异。3）单亲优势是应对远缘杂交亲本间遗传不相容的适应性兼容策略，优势亲本的遗传物质在塑造后代生长发育中占主导地位，弱势亲本的遗传物质被消除或抑制表达，从而调和远缘亲本间互作引发的遗传不相容，规避杂交冲突引发的败育和致死，实现后代基因组的相对稳定性并维持其正常发育，同时，保留部分外源基因，为功能创新提供潜在基因库。对远缘杂交后代单亲优势的系统解析，有助于理解属间和科间远缘杂交后代的特殊变异模式，为提高远缘杂交育种效率提供理论依据。

关键词

远缘杂交 / 属间杂交 / 科间杂交 / 单亲优势 / 遗传不相容