性染色体とハルデンのルールを備えた2種のシレン間の分離の遺伝的アーキテクチャ

ハイブリッド故障の遺伝的構造の検査は、ハルダンの規則などの一般的に観察された現象の遺伝的メカニズムに関する洞察を提供することができます。ラインクロス分析を使用して、男性の無菌性と希少性、シレンラティフォリア、シレンディクリニのハルダンのルールを示す2つの植物種間の発散の遺伝的構造を分析しました。相互のF1、F2、バッククロス、および後世代の交配を含む15種類の交差を作成し、種子を開花に成長させ、生存可能な胚珠の数、生存可能な花粉の割合、性比を測定しました。通常、XY動物ハイブリッドにおける男性の希少性に対するHaldaneのルールは、hemizygous（支配理論）の場合に有害な劣性X結合対立遺伝子を含む相互作用によって説明されますが、滅菌は精子形成遺伝子の急速な進化によって説明されます（雄の進化）。対照的に、2つのシレン種の間のハルデンのルールの根底にある遺伝的メカニズムは、これらの慣習に従わなかったことがわかりました。支配理論は男性の不妊を説明するのに十分でしたが、男性の希少性はより速い男性の進化を伴う可能性がありました。また、一部のハイブリッド男性の極端な希少性に対するS. diclinisのネオセックス染色体の効果を発見しました。我々の発見は、拡張植物におけるハルデンのルールの遺伝的建築は、動物によく見られるものとは異なる可能性があることを示唆しています。

Examination of the genetic architecture of hybrid breakdown can provide insight into the genetic mechanisms of commonly observed isolating phenomena such as Haldane's rule. We used line-cross analysis to dissect the genetic architecture of divergence between two plant species that exhibit Haldane's rule for male sterility and rarity, Silene latifolia and Silene diclinis. We made 15 types of crosses, including reciprocal F1, F2, backcrosses, and later-generation crosses, grew the seeds to flowering, and measured the number of viable ovules, proportion of viable pollen, and sex ratio. Typically, Haldane's rule for male rarity in XY animal hybrids is explained by interactions involving recessive X-linked alleles that are deleterious when hemizygous (dominance theory), whereas sterility is explained by rapid evolution of spermatogenesis genes (faster-male evolution). In contrast, we found that the genetic mechanisms underlying Haldane's rule between the two Silene species did not follow these conventions. Dominance theory was sufficient to explain male sterility, but male rarity likely involved faster-male evolution. We also found an effect of the neo-sex chromosomes of S. diclinis on the extreme rarity of some hybrid males. Our findings suggest that the genetic architecture of Haldane's rule in dioecious plants may differ from those commonly found in animals.