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Molecular control of S-RNase-based self-incompatibility in flowering plants

【摘要】:正Mate choice is an essential process during sexual plant reproduction,in which self-incompatibility(SI) is widely adopted as an intra-specific reproductive barrier to prevent self-fertilization by many flowering plants.In many flowering plants,genetic studies have shown that a single polymorphic S-locus,encoding at least two components from both the pollen and pistil sides, controls the discrimination of self(or genetically related) and non-self pollen.In Solanaceae, Plantaginaceae and Rosaceae,recent molecular studies have demonstrated that S-RNase(S-ribonuclease) expressed in pistil(pistil S) and SLF(5-Locus F-box) /SFB(S-haplotype-specific F-box) genes in pollen (pollen S) control the pistil and pollen expression of SI,respectively.However,how they interact with each other to control the SI signalling remains largely unclear.Here we show that:1,S-RNase and SLF proteins physically interact with each other;2,SLF is capable of forming a typical SCF complex;3, S-RNases are specifically polyubiquitinated during compatible pollination and 4,the polyubiquitinated S-RNases are degraded through the ubiquitin/26S proteasome pathway.Based on these findings,we propose an S-RNase degradation model to explain how S-RNase and SLF interact with each other to reject self- and accept cross-pollen tubes during the SI signalling response.

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