Triparental plants provide direct evidence for polyspermy induced polyploidy.
Triparental plants provide direct evidence for polyspermy induced polyploidy.
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DOI：
10.1038/s41467-017-01044-y
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发表时间：
2017-10-18
影响因子：
16.6
通讯作者：
Groß-Hardt R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nakel T;Tekleyohans DG;Mao Y;Fuchert G;Vo D;Groß-Hardt R
有性生殖的生物只有不超过两个亲本，并且多精子受精（多精受精）在许多真核生物中是致命的，这被认为是一个不可侵犯的原则。在开花植物中，多精受精仍然是一个假设的概念，因为缺乏明确识别和追踪这一事件的工具。我们建立了一种高通量多精受精检测方法，发现多余精子融合确实发生在植物体内，并且可以产生可存活的多倍体后代。此外，多精受精可以产生一个母亲和两个父亲的幼苗，挑战了双亲的概念。多精受精产生的三倍体比常规单精受精产生的植株更高，产生更大的器官。此外，我们证明了多精受精的杂交潜力，立即结合三个不同的拟南芥加入一个合子。我们的研究结果提供了直接的证据，多精受精作为一种途径向多倍体，这被认为是一个主要的植物物种形成机制。一个卵子被一个以上的精子受精通常是致命的。在这里，通过一种新的报告基因分析，Nakel等人报道了三亲三倍体拟南芥植物的产生，这意味着多精受精是植物进化过程中多倍体的一种合理途径。
It is considered an inviolable principle that sexually reproducing organisms have no more than two parents and fertilization of an egg by multiple sperm (polyspermy) is lethal in many eukaryotes. In flowering plants polyspermy has remained a hypothetical concept, due to the lack of tools to unambiguously identify and trace this event. We established a high-throughput polyspermy detection assay, which uncovered that supernumerary sperm fusion does occur in planta and can generate viable polyploid offspring. Moreover, polyspermy can give rise to seedlings with one mother and two fathers, challenging the bi-organismal concept of parentage. The polyspermy derived triploids are taller and produce bigger organs than plants resulting from a regular monospermic fertilization. In addition, we demonstrate the hybridization potential of polyspermy by instantly combining three different Arabidopsis accessions in one zygote. Our results provide direct evidence for polyspermy as a route towards polyploidy, which is considered a major plant speciation mechanism. The fertilization of an egg by more than one sperm is typically lethal. Here, via a novel reporter assay, Nakel et al. report the generation of triparental triploid Arabidopsis plants, implying that polyspermy is a plausible route toward polyploidy during plant evolution.
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