Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Определение взаимосвязи между цитрусовыми и взаимоотношениями с использованием ручного опыления, микроскопии и анализа S-генотипа

Published: June 30, 2023 doi: 10.3791/65056

Summary

Этот протокол обеспечивает быстрый метод определения совместимости и несовместимости пыльцы у сортов цитрусовых.

Abstract

Цитрусовые используют самонесовместимость на основе S-РНКазы для отказа от самопыльцы и, следовательно, нуждаются в близлежащих деревьях-опылителях для успешного опыления и оплодотворения. Однако определение подходящих сортов для использования в качестве опылителей является трудоемким процессом. Чтобы решить эту проблему, мы разработали быстрый метод идентификации совместимых с опылением сортов цитрусовых, который использует электрофорез в агарозном геле и окрашивание анилиновым синим. Совместимость пыльцы определяется на основе идентификации S-генотипов путем выделения общей ДНК и проведения анализов генотипирования на основе ПЦР с конкретными праймерами. Дополнительно стайлы собирают через 3-4 дня после ручного опыления, и проводят окрашивание анилиновым синим. Наконец, состояние роста пыльцевых трубок наблюдается с помощью флуоресцентного микроскопа. Совместимость и несовместимость пыльцы можно установить, наблюдая за тем, является ли рост пыльцевой трубки нормальным или подавленным соответственно. Благодаря своей простоте и экономичности этот метод является эффективным инструментом для определения пыльцевой совместимости и несовместимости различных сортов цитрусовых для установления групп несовместимости и взаимосвязей несовместимости между различными сортами. Этот метод предоставляет информацию, необходимую для успешного выбора подходящих деревьев-опылителей, и, таким образом, облегчает создание новых садов и выбор подходящих родителей для селекционных программ.

Introduction

Самонесовместимость (СИ) является генетически контролируемым механизмом, присутствующим примерно у 40% покрытосеменных видов. В этом процессе пестик отторгает пыльцу растения с тем же генотипом SI и, таким образом, препятствует самооплодотворению 1,2. Ma jia pummelo — местный сорт в провинции Цзинагсу, Китай, с превосходными качествами крупных розовых плодов, богатым содержанием сока, кисло-сладким вкусом и толстой кожурой3. Несмотря на то, что СИ способствует ауткроссингу, он отрицательно влияет на урожайность и качество плодов4 и требует подходящих деревьев-опылителей с различными генотипами СИ для надежных темпов завязывания плодов и высоких урожаев. В настоящее время существует два основных типа СИ: спорофитная самонесовместимость (SSI), представленная Brassicaceae, и гаметофитная самонесовместимость (GSI), представленная Rosaceae, Papaveraceae, Rutaceae и Solanaceae 5,6,7,8.

Цитрусовые являются одной из самых важных фруктовых культур в мире. Система GSI на основе S-РНКазы содержится во многих образцах цитрусовых и отрицательно влияет на скорость завязывания плодов9. В этой системе SI контролируется локусом S, одним полиморфным локусом с двумя комплексными аллелями, которые несут S-детерминанты пестика и S-детерминанты пыльцы 7. Женский детерминант — S-рибонуклеаза (S-РНКаза), а мужской — F-бокс S-локуса (SLF)7. Клетки пестика секретируют белки S-РНКазы. Несобственные S-РНКазы распознаются белками SLF, что приводит к убиквитинированию и деградации несобственных S-РНКаз путем протеасомы 26S. Напротив, собственные S-РНКазы способны накапливать и ингибировать рост пыльцевой трубки (PT), поскольку они уклоняются от белков SLF и, следовательно, предотвращают убиквитинизацию10,11,12,13.

Здесь мы сообщаем о методе in vivo, который полезен для идентификации S-генотипов и степеней совместимости и несовместимости пыльцы. Протокол включает в себя извлечение общей ДНК из листьев и прогнозирование S-генотипа с использованием S-специфических праймеров. Кроме того, окрашивание анилиновым синим цветом и флуоресцентная микроскопия с последующим ручным опылением свидетельствуют о степени совместимости и несовместимости. Процедура опыления semi in vivo, которая включает ручное опыление цветов в лаборатории14,15, также была адаптирована для оценки степеней самосовместимости и несовместимости. Тем не менее, мы также использовали полевое опыление с последующим упаковыванием цветов в мешки, чтобы избежать загрязнения нежелательной пыльцой, чтобы пыльцевые трубки развивались в естественных условиях. Этот протокол прост и понятен и предоставляет информацию, необходимую для успешного выбора подходящих деревьев-опылителей.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Подготовка к окрашиванию анилиновым синим

  1. Подготовьте для эксперимента следующие реагенты и инструменты: кисть для опылителей, пинцет, карандаш, сульфатную бумагу, мешок для опыления, пакеты с застежкой-молнией, канцелярские скрепки, формальдегид, ледяную уксусную кислоту, абсолютный этанол, центрифужные трубки, щипцы, капельницы для клея, предметные стекла, покровные стекла, скальпели и полиэтиленгликоль.
  2. Приготовьте среду для проращивания in vitro, содержащую 0,02% MgSO4, 0,01% KNO 3, 0,03% Ca(NO 3)2, 0,01% H 3 BO 3, 20% PEG-4000 и 15% сахарозы. Отрегулируйте pH до 6,0-6,2 с помощью KOH. Используйте магнитную мешалку, так как PEG-4,000 трудно растворить.
  3. Приготовьте фиксирующий раствор Карнуа, представляющий собой абсолютный этанол и ледяную уксусную кислоту, смешанные в соотношении 3:1. Приготовьте фиксирующий раствор FAA, который состоит из 40% формальдегида, 80% этанола и ледяной уксусной кислоты (1:8:1). Приготовьте 4 М гидроксида натрия (NaOH) и раствор анилинового синего, который представляет собой 0,1% анилинового синего в 0,1 М K3PO4. Используйте янтарную бутылку для хранения раствора анилинового синего, потому что он чувствителен к свету.

2. Сбор пыльцы

  1. Заранее знайте период цветения экспериментальных деревьев (Ma jia pummelo в этом исследовании). Соберите зрелые нераскрывшиеся цветки от начала периода цветения до пиковой стадии цветения, и положите их в пакет с застежкой-молнией. Цветы можно хранить при температуре 4 °C в холодильнике в течение 24 часов.
  2. Отнесите цветы в лабораторию. Используйте пинцет, чтобы собрать пыльники, и поместите их в чашку Петри, содержащую фильтровальную бумагу. Собирают пыльники от 20 до 30 цветков.
  3. Чашку Петри, содержащую пыльники, поместить в духовку с температурой 28 °C на 24 часа, пока пыльцевые зерна не высохнут. Подробную информацию об организации цветов см. в Hu et al.9.
  4. Поместите высушенную пыльцу в центрифужную пробирку объемом 1,5 мл. Храните пыльцу в герметичном пакете с застежкой-молнией, содержащем меняющий цвет силикагель (влагопоглотитель). Закройте пакет, и пометьте пакет названием сорта пыльцы и датой хранения. Высушенную пыльцу можно хранить в холодильнике при температуре -20 °C в течение 96 недель16.

3. Тест на прорастание пыльцы in vitro

  1. Налейте 300 мкл жидкой среды в чашку для культивирования клеток или крышку центрифужной пробирки объемом 2 мл и равномерно посыпьте пыльцу с помощью щетки для опыления. Инкубируют пыльцу при 28 °C в увлажненной темной среде в течение 12 часов.
  2. Снимите верхний 1 мм наконечника наконечника пипетки объемом 1 000 мкл. С помощью пипетки поглотите пыльцу с небольшим количеством культурального раствора и переместите ее в центр предметного стекла микроскопа. Накройте его покровным стеклом. Наблюдайте за образцом с помощью перевернутого микроскопа, используя 10-кратный объектив.
  3. Выполните три независимые репликации, используя примерно одинаковую плотность пыльцы для каждой реплики17. Визуально управляйте количеством пыльцы, убедившись, что вся чашка Петри покрыта пыльцой и что каждая чашка Петри имеет почти равное количество пыльцы.
  4. Пророщенная пыльца образует пыльцевую трубку длиной примерно в два раза больше ее диаметра. Рассчитайте коэффициент прорастания по 20 полям зрения, что дает процент проросшей пыльцы во всех пыльцевых полях.

4. Опыление

  1. Выбирайте для опыления солнечный день без ветра. Выберите 10 полностью развитых бутонов, которые вот-вот раскроются, осторожно снимите лепестки и позаботьтесь о том, чтобы не повредить их.
  2. Используйте щетку для опыления, чтобы распространить достаточное количество жизнеспособной пыльцы на поверхность рыльца, и следите за тем, чтобы не повредить пестик. Для самоопыления используйте пыльцу того же растения/сорта. Для перекрестного опыления используют пыльцу растения с другим генотипом.
  3. Накройте опыляемые цветы сульфатным бумажным пакетом. Используйте канцелярскую скрепку, чтобы запечатать пакет и предотвратить опыление генотипически различными пыльцами.
  4. Напишите на этикетке название вида, а также количество и время опыления. Повесьте этикетку на ветки возле опыляемых цветков.

5. Отбор проб, фиксация и консервация

  1. Снимите пакеты для опыления примерно через 3-4 дня после опыления, а опыляемые цветы соберите в пакеты с застежкой-молнией.
  2. Немедленно удалите лепестки, цветоложи и завязи с цветков и погрузите сросшиеся в стигмы рыльца в центрифужную пробирку, содержащую свежеприготовленный фиксирующий раствор. Инкубируйте рыльца и стигмы в фиксирующем растворе в течение ночи при температуре 4 °C.
  3. На следующий день откажитесь от фиксирующего раствора и промойте рыльца и укладки два-три раза в 95% этаноле.
  4. Перенесите стили в 70% раствор этанола. Убедитесь, что образец полностью погружен в раствор. Стили на этом этапе можно хранить при температуре 4 °C в течение 1-2 месяцев.

6. Окрашивание анилиновым синим цветом

  1. Промойте образцы стиля, хранящиеся в 70% этаноле, дистиллированной водой три-четыре раза. Погрузить в раствор NaOH 4 М, запечатать и инкубировать на водяной бане с температурой 65 °C в течение 60 минут. На этом этапе цвет стиля меняется с желто-белого на оранжево-красный.
  2. Замочите стили в дистиллированной воде на 30 минут. Откажитесь от дистиллированной воды и промойте стили дистиллированной водой три-четыре раза или до тех пор, пока цвет стиля не станет желтым.
  3. Поместите образец в пробирку объемом 10 мл, добавьте анилиновый синий до тех пор, пока образец не будет погружен, и красьте в течение 12 часов в темноте.
  4. Наблюдайте за ростом пыльцевой трубки с помощью флуоресцентного микроскопа.

7. Флуоресцентная микроскопия

  1. Перед наблюдением за образцами поместите предметное стекло на плоский стол и добавьте две-три капли полиэтиленгликоля на поверхность предметного стекла.
  2. Смойте стиль с дистилляцией. С помощью скальпеля разделите его на две половинки вдоль продольной оси. Положите одну половину стиля на предметное стекло и накройте покровным стеклом.
  3. Поместите предметное стекло на предметный столик микроскопа над апертурой и визуализируйте с помощью 10-кратного объектива. Используйте фильтр DAPI (возбуждение: 325-375 нм; излучение: 435-485 нм). Соблюдайте пять стилей для каждого типа опыления. Наблюдайте за ростом пыльцевой трубки.

8. Идентификация S-генотипа на основе ПЦР

  1. Извлеките геномную ДНК из образца стигмы, используя методCTAB 18.
    1. Собранные листья поместите в центрифужную пробирку объемом 2 мл и заморозьте в жидком азоте. Приготовьте буфер HCl:EDTA:NaCl:H2O в соотношении 1:1:3:5 и смесь хлороформного изоамилового спирта в соотношении 24:1
    2. Добавьте 10 мл приготовленного буфера, 0,2 г CTAB и 200 мкл меркаптоэтанола в центрифужную пробирку объемом 50 мл и поставьте их на водяную баню при 65 °C на 5 мин до тех пор, пока раствор не станет прозрачным и прозрачным.
    3. Положите лезвия в ступку, добавьте замороженные образцы, добавьте жидкий азот и измельчите. Поместите измельченный образец в центрифужную пробирку объемом 2 мл, добавьте 600 мкл смеси CTAB, поставьте на водяную баню при 65 °C на 60 минут и перемешивайте вверх дном каждые 30 минут.
    4. Добавьте 700 мкл смеси хлороформного изоамилового спирта (24:1) и перемешивайте вверх дном в течение 10 мин. Центрифугу при 24 °C при 12 000 x g в течение 10 мин, пипетку надосадочную жидкость и переложить в центрифужную пробирку объемом 1,5 мл.
    5. Добавьте 60 мкл 5 М раствора NaCl и 1 мл абсолютного этанола и перемешайте вверх дном. Замораживание при -20 °C в течение 30 мин и центрифуга при 24 °C и 9 000 x g в течение 5 мин.
    6. Надосадочную жидкость выбросить, добавить 1 мл 70% раствора этанола и оставить при комнатной температуре на 1-2 часа. Центрифугу при 24 °C, 9 000 x g в течение 5 мин, удалить надосадочную жидкость, отспирировать излишки раствора этанола и высушить на воздухе в течение 5 мин.
    7. Добавьте 100 мкл стерильной воды для растворения, измерьте концентрацию ДНК с помощью спектрофотометра и заморозьте в морозильной камере с температурой -4 °C для длительного хранения.
    8. Настройте реакционную систему ОТ-ПЦР. Приготовьте следующую реакционную смесь для 10 мкл, содержащую 5 мкл 2x PCRMix, по 0,25 мкл прямого и обратного праймера, 1 мкл ДНК (100 нг/мкл) и 3,5 мкл H2O.
  2. Настройте программу ПЦР в соответствии с таблицей 1. Программа ПЦР для всех изоформ составляла 95 °C в течение 5 мин 32x (95 °C в течение 30 с, 55 °C в течение 30 с и 72 °C в течение 1 мин) и 72 °C в течение 5 мин. Разделите продукты на 1,5% TAE-агарозные гели и сфотографируйте9. Проверьте указанный S-генотип с помощью геномной ДНК.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Для проведенных здесь экспериментов отбирали зрелые цветки, собирали пыльники, сушили в печи и проращивали пыльцу при 28°С в течение 12 часов. Жизнеспособность пыльцы и скорость прорастания были количественно определены, как показано на рисунке 1.

Цитрусовые опыляли вручную, а совместимость и несовместимость пыльцы оценивали с помощью окрашивания анилиновым синим цветом и флуоресцентной микроскопии. Совместимая пыльца может прорастать на поверхности рыльца и образовывать нормальную пыльцевую трубку, которая может расти и в конечном итоге приводить к оплодотворению в яичнике. Напротив, несовместимые пыльцевые трубки росли примерно через две трети стиля, а затем перестали расти (рис. 2).

Для идентификации S-генотипа из растения была выделена общая ДНК. На основе последовательности S-локуса были разработаны специфические праймеры, которые были полезны для амплификации части S-локуса в ПЦР-реакциях. Продукты амплификации анализировали с помощью электрофореза в агарозном геле. Были обнаружены усиленные полосы (от 500 до 1000.н.). Идентифицирован соответствующий S-генотип (рис. 3). С помощью этого метода мы идентифицировали S-генотипы 63 ресурсов зародышевой плазмы паммело7. С помощью этого метода наша группа идентифицировала 21 S-гаплотип у разных видов цитрусовых19 (табл. 2).

Figure 1
Рисунок 1: Разные скорости прорастания пыльцы. Прорастание и рост пыльцы. (A) Жизнеспособная пыльца имеет более высокую скорость прорастания, и можно вырастить нормальную пыльцевую трубку. (B) Нежизнеспособная или менее жизнеспособная пыльца имеет гораздо меньшую скорость прорастания, и немногие пыльцевые трубки могут расти. Масштабные линейки = 100 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 2
Рисунок 2: Флуоресцентные микроскопические изображения пыльцевых трубок в пестиках после опыления. (A) Самосовместимый пестик с многочисленными растущими пыльцевыми трубками. (B) Самонесовместимый пестик с остановкой роста пыльцевой трубки в стиле. Сокращения: Pt = пыльцевая трубка; vb = сосудистый пучок. Масштабные линейки = 1 мм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 3
Рисунок 3: Специфическая амплификация гена S-РНКазы от Ma jia pummelo. После ПЦР-амплификации и гель-электрофореза было обнаружено, что две амплифицированные полосы S10 и S16 были самыми яркими. Эти данные указывают на то, что генотип Ma jia pummelo был S10 и S16. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Таблица 1: Реакционная система, используемая для идентификации S-генотипа на основе ПЦР. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту таблицу.

Таблица 2: Список праймеров для генотипов 21 S в цитрусовых, идентифицированных нашей группой. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту таблицу.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

В плодовых культурах как партенокарпия, так и SI являются важными признаками, потому что они прокладывают путь к бессемянным плодам - черта, которая высоко ценится потребителями. Самонесовместимость способствует отторжению самопыльцы и, таким образом, предотвращает инбридинг20. Среди цитрусовых паммело является самонесовместимым сортом7. Почти 40% всех видов покрытосеменных проявляют SI21. Эта черта препятствует завязыванию плодов, снижает урожайность и приносит огромные экономические потери производителям. Чтобы решить эту проблему, фермеры включают деревья-опылители в свои сады. Однако выбор подходящих деревьев-опылителей — сложная задача, требующая трудоемких лабораторных экспериментов. Чтобы решить эти проблемы, мы разработали быстрый метод идентификации генотипов СИ и определения совместимости и несовместимости пыльцы различных сортов цитрусовых, чтобы облегчить точный выбор деревьев-опылителей. Кроме того, жизнеспособность пыльцы и скорость прорастания также могут быть определены с использованием метода in vitro , описанного в этом протоколе.

Имеются некоторые сообщения об определении генотипов SI и само(не)совместимости и меж(не)совместимости с использованием комбинации различных методов у японской сливы и абрикоса22,23. Разработка S-специфических праймеров опирается на идентификацию S-генотипа. В цитрусовых транскриптомный анализ стигмы и пыльцы из 64 образцов пумело выявил девять S-РНКаз, специфически экспрессируемых в стилях, и один вариант S-РНКазы. Еще 12 пар S-специфических праймеров были разработаны позже в цитрусовых Liang et al.7 и Wei et al.19. Однако по сравнению с грушей и яблоками в цитрусовых4 было выявлено меньше генотипов S. Идентификация S-генотипов на основе ПЦР является критически важным шагом, поскольку она обеспечивает основу для совместимых/несовместимых комбинаций. У этого протокола также есть некоторые ограничения. S-генотипы некоторых сортов цитрусовых не могут быть идентифицированы с помощью этого метода. Это открытие указывает на необходимость дальнейшего расширения библиотеки S-генотипа в цитрусовых. Кроме того, S-специфические праймеры не могут различать S-генотипы сортов с очень похожими S-последовательностями и, таким образом, неспецифически амплифицировать сходные S-последовательности.

В целом, благодаря своей экономичности и простоте использования, этот метод является эффективным инструментом для определения совместимости и несовместимости пыльцы для разных сортов цитрусовых. Этот протокол может быть использован для выбора подходящих деревьев-опылителей и в программах селекционных исследований. Его можно применять к нескольким видам из семейства рутовых (например, Citrus trifoliata и Fortunella japonica) для выбора деревьев-опылителей.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют, что им нечего раскрывать.

Acknowledgments

Этот проект был финансово поддержан Национальным фондом естественных наук Китая (32122075, 32072523).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
absolute ethanol Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 10009218
Aniline blue Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd
Boric acid, H3BO3 Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 10004818
Brown bottle Labgic Technology Co., Ltd
Calcium nitrate tetrahydrate, Ca(NO3 )2 Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 80029062
Centrifugal tube Labgic Technology Co., Ltd
centrifuge tubes Labgic Technology Co., Ltd
CTAB GEN-VIEW SCIENTIFIC INC 57-09-0(CAS)
Dropping Jiangsu Songchang Medical Equipment Co., Ltd
Ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10009617
Forceps LUXIANZI Biotechnology Co., Ltd
formaldehyde Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 10010018
Fully automatic sample fast grinder Shanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd Tissuelyser-96
glacial acetic acid Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 10000218
Grinding Tube Shanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd
Isoamyl alcohol Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10003218
Isopropyl alcohol Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 80109218
label M&G Chenguang Stationery Co., Ltd.
Leica DMi8 Shanghai Leica Co.,Ltd 21903797
Magnesium sulfate heptahydrate, MgSO4 Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 10013018
MICROSCOPE Cover glass Zhejiang Shitai Industrial Co., Ltd
NaCl Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10019318
paper clips M&G Chenguang Stationery Co., Ltd.
pencil M&G Chenguang Stationery Co., Ltd.
pollinator brush Shanghai Yimei Plastics Co., Ltd
Polyethylene glycol, PEG 6000 Beijing Dingguo Changsheng Biotechnology Co., Ltd DH229-1
Polyethylene glycol, PEG-4000 Guangzhou saiguo biotech Co., Ltd 1521GR500
Potassium hydroxide, KOH Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 10017008
Potassium nitrate, KNO3 Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 10017218
Scalpel Jiangsu Songchang Medical Equipment Co., Ltd
Slide Zhejiang Shitai Industrial Co., Ltd
Sodium hydroxide, NAOH Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10019718
Sucrose Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd 10021418
sulfate paper Taizhou Jinnong Mesh Factory
Thermostat water bath Shanghai Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd L-909193
Trichloromethane Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10006818
Tripotassium phosphate tribasic trihydrate, K3PO4 Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co.,Ltd 20032318
Tris-HCl GEN-VIEW SCIENTIFIC INC 1185-53-1
zip lock bags M&G Chenguang Stationery Co., Ltd.
β-Mercaptoethanol GEN-VIEW SCIENTIFIC INC 60-24-2(CAS)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Matsumoto, D., Tao, R. Recognition of S-RNases by an S locus F-box like protein and an S haplotype-specific F-box like protein in the Prunus-specific self-incompatibility system. Plant Molecular Biology. 100 (4-5), 367-378 (2019).
  2. Goldberg, E. E., et al. Species selection maintains self-incompatibility. Science. 330 (6003), 493-495 (2010).
  3. Zhang, L., Wang, R., Zhao, G., Wang, A., Lin, G. Comparative study on fruit quality of Guangfeng Ma jia pummelo and Pinghe red pummelo. China Agricultural Science Bulletin. 37 (22), 126-130 (2021).
  4. Min, H. E., Chao, G. U., Juyou, W. U., Shaoling, Z. Recent advances on self-incompatibility mechanism in fruit trees. Acta Horticulturae Sinica. 48 (4), 759-777 (2021).
  5. Fujii, S., Kubo, K., Takayama, S. Non-self- and self-recognition models in plant self-incompatibility. Nature Plants. 2 (9), 2-9 (2016).
  6. Meng, X., Sun, P., Kao, T. S-RNase-based self-incompatibility in Petunia inflata. Annals of Botany. 108 (4), 637-646 (2011).
  7. Liang, M., et al. Evolution of self-compatibility by a mutant Sm-RNase in citrus. Nature Plants. 6 (2), 131-142 (2020).
  8. Thomas, S. G., Franklin-Tong, V. E. Self-incompatibility triggers programmed cell death in Papaver pollen. Nature. 429, 305-309 (2004).
  9. Hu, J., et al. Downregulated expression of S2-RNase attenuates self-incompatibility in "Guiyou No. 1" pummelo. Horticulture Research. 8 (1), 199 (2021).
  10. Guo, H., Halitschke, R., Wielsch, N., Gase, K., Baldwin, I. T. Mate selection in self-compatible wild tobacco results from coordinated variation in homologous self-Incompatibility genes. Current Biology. 29 (12), 2020-2030 (2019).
  11. Sun, P., Li, S., Lu, D., Williams, J. S., Kao, T. Pollen S-locus F-box proteins of petunia involved in S-RNase-based self-incompatibility are themselves subject to ubiquitin-mediated degradation. The Plant Journal. 83 (2), 213-223 (2015).
  12. Hua, Z., Kao, T. Identification and characterization of components of a putative petunia S-locus F-box-containing E3 ligase complex involved in S-RNase-based self-incompatibility. Plant Cell. 18 (10), 2531-2553 (2006).
  13. Entani, T., et al. Ubiquitin-proteasome-mediated degradation of S-RNase in a solanaceous cross-compatibility reaction. The Plant Journal. 78 (6), 1014-1021 (2014).
  14. Abdallah, D. Analysis of self-incompatibility and genetic diversity in diploid and hexaploid plum genotypes. Frontiers in Plant Science. 10, 896 (2019).
  15. Herrera, S., Lora, J., Hormaza, J. I., Herrero, M., Rodrigo, J. Optimizing production in the new generation of apricot cultivars: self-incompatibility, S-RNase allele identification, and incompatibility group assignment. Frontiers in Plant Science. 9, 527 (2018).
  16. Yuan, S. C., Chin, S. W., Lee, C. Y., Chen, F. C. Phalaenopsis pollinia storage at sub-zero temperature and its pollen viability assessment. Botanical Studies. 59 (1), 1 (2018).
  17. Liang, M. Identification and evolution of genes related to self-incompatibility in citrus. , Huazhong Agricultural University. Wu'han, China. PhD Thesis (2019).
  18. Cheng, Y. J., Guo, W. W., Yi, H. L., Pang, X. M., Deng, X. X. An efficient protocol for genomic DNA extraction from Citrus species. Plant Molecular Biology Reporter. 21 (2), 177-178 (2003).
  19. Wei, Z., et al. Identification of S-genotypes of 63 pummelo germplasm resources. Acta Horticulturae Sinica. 49 (5), 1111-1120 (2021).
  20. de Nettancourt, D. Incompatibility in angiosperms. Sexual Plant Reproduction. 10, 185-199 (1997).
  21. Igic, B., Lande, R., Kohn, J. R. Loss of self-incompatibility and its evolutionary consequences. International Journal of Plant Sciences. 169 (1), 93-104 (2008).
  22. Guerrero, B. I., Guerra, M. E., Rodrigo, J. Establishing pollination requirements in Japanese plum by phenological monitoring, hand pollinations, fluorescence microscopy and molecular genotyping. Journal of Visualized Experiments. (165), e61897 (2020).
  23. Herrera, S., Lora, J., Hormaza, J. I., Rodrigo, J. Determination of self- and inter-(in)compatibility relationships in apricot combining hand-pollination, microscopy and genetic analyses. Journal of Visualized Experiments. (160), e60241 (2020).

Tags

Биология выпуск 196 Цитрусовые самонесовместимость S-РНКаза опыление рук S-генотипы
Определение взаимосвязи между цитрусовыми и взаимоотношениями с использованием ручного опыления, микроскопии и анализа S-генотипа <em></em>
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ahmad, M. H., Zheng, X., Hu, Y.,More

Ahmad, M. H., Zheng, X., Hu, Y., Liu, H., Sun, Y., Wen, H., Chai, L. Determination of Self-(In)compatibility and Inter-(In)compatibility Relationships in Citrus Using Manual Pollination, Microscopy, and S-Genotype Analyses. J. Vis. Exp. (196), e65056, doi:10.3791/65056 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter