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淡水螺Physa acuta雄性育性恢复的复杂遗传机制解析:从种群历史视角揭示细胞质雄性不育(CMS)与核基因互作新范式

admin 2026-01-12 07:09:59 733

在植物雄性育性调控领域,线粒体与核基因的互作(核质冲突)通常决定着细胞质雄性不育(CMS)现象。当个体携带特定线粒体基因组(mitotype)时会导致雄性不育,除非细胞核基因组中存在能抑制CMS效应的恢复基因(Rf)。栽培作物中的恢复基因往往表现为强效显性等位基因,但野生生物的调控机制则更为复杂。

这项研究以淡水螺Physa acuta为新型CMS模型,创新性地比较了两种不同进化背景的种群:(1)80代未接触CMS的初始种群(naive population),(2)与CMS长期共进化且育性已恢复的非初始种群(non-naive population)。研究发现,虽然两类种群中CMS个体的雄性育性均具有遗传性,但其遗传决定机制存在显著差异:在未经历共进化的初始种群中,背景遗传变异可能包含弱效的数量性状位点(QTL),以不完全外显的方式修饰CMS表型;而在共进化种群中,自然选择倾向于富集强效显性等位基因——当这类遗传变异存在时,它们能更有效地恢复两性生殖表型。

该成果不仅拓展了CMS研究模型至软体动物门,更揭示了进化历史如何塑造恢复基因的强度与遗传模式,为理解野生种群生殖策略的适应性进化提供了重要案例。