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自殖弱勢は、 「自殖子孫の生存力が同族生殖子孫に比べて低下すること」と定義できる。[1]生存力は子孫の生殖適応度ではなく、果実または種子の着果率で評価されることもある。 [2]自殖弱勢の発生を観察するための実験設計は「自殖弱勢試験」と呼ばれ、研究者らはこれを近親交配弱勢の試験に類似していると説明している。[1]自殖子孫の適応度が同族生殖子孫と異なる可能性は、植物が有糸分裂と減数分裂の両方を通じて遺伝性の突然変異を蓄積できるという理解から来ている。[3]植物は不定成長であるため、植物の生殖構造の発達に寄与する頂端分裂組織は、継続的な有糸分裂を受ける可能性があり、その結果、体細胞突然変異（獲得突然変異）が蓄積される。[1]研究により、長寿命植物は世代あたりの突然変異率が高いことが実証されています（短寿命植物と比較して有糸分裂細胞分裂の発生が多いことに基づく）。[2]有糸分裂成長中に現れる有害な突然変異は細胞系統選択によって除去され、有糸分裂成長中に発達選択を受ける有害な突然変異は活発な細胞系統に置き換えられますが、発現しない体細胞突然変異は植物の成長中に選択を受けず、頂端分裂組織に蓄積されます。[4]
体細胞変異の表現型への影響
長寿植物の中には、クロロフィル変異体の増加による体細胞変異の表現型への影響が見られるものがある。クロロフィル変異体は、クロロフィル変異の表現型への影響により、本質的に観察しやすい。光合成過程は高度に保存されているため、これらのクロロフィル変異率はほとんどの被子植物に一般化できる。[5]栄養成長中に蓄積する体細胞変異は、次世代の苗木の適応度にも影響を与えることがわかっている。[3]
オートガミーうつ病テストの期待
個々のクラウンは「独立した有糸分裂突然変異蓄積ライン」[1]として扱われるため、自殖交配における有害な体細胞突然変異の出現は、同じ遺伝子座でヘテロ接合またはホモ接合（約25%がホモ接合） [4]となり、ゲイトノガモス交配における有害な体細胞突然変異の出現はヘテロ接合となる。[1]自殖抑制は、簡単な方程式AD = 1 − (w a /w g )で計算できます。ここで、ADは自殖抑制、w aは自殖子孫の適応度、w gはゲイトノガモス子孫の適応度です。適応度が等しい場合、ADは0です。差は方程式D = w g − w aで計算できます。 [2]
参考文献
- ^ abcde Schultz, Stewart T.; Scofield, Douglas G. (2009-08-01). 「実枝における突然変異の蓄積：大型植物におけるゲノム有害突然変異率と影響の適応度検定」. The American Naturalist . 174 (2): 163–175. doi :10.1086/600100. ISSN 0003-0147. PMID 19548838. S2CID 44831908.
- ^ abc Bobiwash, K.; Schultz, ST; Schoen, DJ (2013年10月). 「木本植物における体細胞有害突然変異率：表現型データからの推定」.遺伝. 111 (4): 338–344. doi :10.1038/hdy.2013.57. ISSN 1365-2540. PMC 3807267 . PMID 23778990.
- ^ ab Cruzan, Mitchell B.; Streisfeld, Matthew A.; Schwoch, Jaime A. (2018-08-16). 「栄養成長中に蓄積する体細胞変異の表現型効果」。bioRxiv : 392175. doi : 10.1101 /392175 . S2CID 91989903.
- ^ ab Cruzan, Mitchell B. (2018年9月11日). 進化生物学 ：植物の視点。ニューヨーク、ニューヨーク：オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-088268-6. OCLC 1050360688.
- ^ Klekowski, Edward J.; Godfrey, Paul J. (1989年8月). 「植物の老化と突然変異」. Nature . 340 (6232): 389–391. Bibcode :1989Natur.340..389K. doi :10.1038/340389a0. ISSN 0028-0836. S2CID 4248482.