自己不適合性

配偶体自家不和合性では、花粉のSI表現型は、その配偶体半数体遺伝子型によって決定されます。これは最も一般的なSIのタイプです。^{[ 5 ]}配偶体自家不和合性の2つの異なるメカニズムが分子レベルで詳細に説明されており、以下にその説明を示します。

胞子体自家不和合性（SSI）では、花粉のSI表現型は、花粉が作られた葯（胞子体）の二倍体遺伝子型によって決定されます。このSIの形態は、アブラナ科、キク科、ヒルガオ科、カバノキ科、ナデシコ科、アオギリ科、ハナシノブ科で確認されています。^{[ 28 ]}現在までに、SSIのメカニズムのうち、分子レベルで詳細に記述されているのは、アブラナ属（アブラナ科）の1つだけです。

SSIは二倍体遺伝子型によって決定されるため、花粉と雌しべはそれぞれ2つの異なる対立遺伝子の翻訳産物、すなわち2つの雄性決定因子と2つの雌性決定因子を発現する。対立遺伝子のペア間には優劣関係が存在することが多く、その結果、適合性/自家不和合性の複雑なパターンが生じる。これらの優劣関係により、劣性S対立遺伝子に関してホモ接合体である個体も生成される。^{[ 29 ]}

すべてのSアレルが共優性である集団と比較して、集団内に優劣関係が存在すると、個体間の適合交配の可能性が高まります。^{[ 29 ]}劣性Sアレルと優性Sアレルの頻度比は、生殖の確実性（劣性アレルが有利）と自家受精の回避（優性アレルが有利）の間の動的なバランスを反映しています。^{[ 30 ]}

イネ科イネ亜科、そしておそらくイネ科全体は、 SとZと呼ばれる2つの連鎖していない遺伝子座を含む配偶体自家不和合性システムを持っている。^{[ 40 ]}花粉粒でこれらの2つの遺伝子座で発現する対立遺伝子が両方とも雌しべの対応する対立遺伝子と一致する場合、花粉粒は不和合性であると認識される。^{[ 40 ]} SとZの両方の遺伝子座には、2つの雄性決定因子と1つの雌性決定因子が見つかる。4つの雄性決定因子はすべて同じファミリー（DUF247）に属するタンパク質をコードしており、膜結合性であると予測されている。2つの雌性決定因子は、タンパク質ファミリーに属していない分泌タンパク質であると予測されている。^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}

異型花柱性花には、異型自家不和合性と呼ばれる独特のSIメカニズムが存在する。このメカニズムは、同型自家不和合性として区別される、より一般的なメカニズムとは進化的に関連していないと考えられる。^{[ 44 ]}

多くの異型花柱分類群は、ある程度SIを特徴としている。異型花柱におけるSIに関与する遺伝子座は、花の多型性に関与する遺伝子座と強く連鎖しており、これらの形質は一緒に遺伝する。異型花柱性は、2つの対立遺伝子を持つ単一の遺伝子座によって決定され、三型花柱性は、それぞれ2つの対立遺伝子を持つ2つの遺伝子座によって決定される。異型SIは胞子体性であり、つまり雄植物の両方の対立遺伝子が花粉のSI反応を決定する。SI遺伝子座は常に集団内で2つの対立遺伝子のみを含み、そのうちの1つが花粉と雌しべの両方で他方に対して優性である。SI対立遺伝子の分散は花の形態の分散と並行しており、したがって、ある形態の花粉は、他の形態の雌しべのみを受精させることができる。三型花柱性の花では、各花に2種類の雄しべが含まれる。各雄しべは、存在する３つの形態のうち１つの形態のみを受精させることのできる花粉を生成する。^{[ 44 ]}

二型花柱植物の集団には、ss と Ss の 2 つの SI 遺伝子型のみが存在する。^{[ 44 ]}受精は遺伝子型間でのみ可能であり、各遺伝子型は自身を受精することはできない。^{[ 44 ]}この制限により、集団内の 2 つの遺伝子型の比率は 1:1 に維持され、遺伝子型は通常、空間的にランダムに散在する。^{[ 45 ] [ 46 ]}三型花柱植物は、一般的に S 遺伝子座に加えて、2 つの対立遺伝子を持つ M 遺伝子座も含む。^{[ 44 ]}ここでは可能な遺伝子型の数は多いが、各 SI 型の個体間には 1:1 の比率が存在する。^{[ 47 ]}

潜在的自家不和合性（CSI）は単一の「メカニズム」ではなく、自家花粉と非自家花粉の相対的な種子形成率を低下させる現象の集合体を指す用語である。^{[ 48 ]} 具体的には、同じ雌しべ上に非自家花粉と自家花粉が同時に存在し、自家花粉に比べて非自家花粉からの種子形成率が高くなる場合にCSIが用いられる。^{[ 48 ]}議論の余地があるが、CSI現象では、競合する他家花粉が存在しない自家受粉によって、連続的な受精と種子形成が起こる。^{[ 48 ]} CSIは、少なくとも一部の種では、花粉管伸長の段階で作用し、自家花粉管に比べて他家花粉管の伸長を速める。CSIの細胞および分子メカニズムは解明されていない。

CSIの強さを推定するために一般的に使用される指標は、自家花粉と非自家花粉を同量ずつ柱頭に置いたときに形成される交雑胚珠と自家胚珠の比率を用いる。CSIとして記述されている分類群では、この比率は広範囲にわたる（3.2～11.5）。^{[ 49 ]}

後期自家不和合性（LSI）は卵巣自家不和合性（OSI）とも呼ばれる。このメカニズムでは、自家花粉が発芽して胚珠に到達するが、果実は形成されない。^{[ 50 ] [ 51 ]} LSIは、接合前（例えば、ナルキッスス・トリアンドラス^{[ 52 ]}のように、花粉管の侵入前に胚嚢が劣化する）または接合後（アスクレピアス属の特定の種やスパトデア・カンパニュラタ^{[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]}のように、接合子または胚の奇形）である可能性が^ある。

LSIメカニズムが様々な分類群間、そして一般的に存在するかどうかは、科学的な議論の対象となっている。批判者は、結実しないのは遺伝的欠陥（致死性劣性対立遺伝子のホモ接合性）によるものであり、これは自家受精（近交弱勢）の直接的な結果であると主張している。^{[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]}一方、支持者は、LSIの特定のケースを近交弱勢現象から区別するいくつかの基本的な基準が存在すると主張している。^{[ 50 ] [ 55 ]}