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1、在不改变细胞核分裂速率条件下，水在不改变细胞核分裂速率条件下，水 稻种间杂交所表现出的超前或延迟胚乳发稻种间杂交所表现出的超前或延迟胚乳发 育跃迁育跃迁被子植物有性生殖受精产物为胚和胚乳。尽管胚乳作为为胚和幼苗营养来源的这一作用广泛地被接受(Lopes and Larkins, 1993)，但是，像在被子植物形成或者作为合子后屏障等其他作用还不是很确定(Cooper and Brink, 1942; Nishiyama and Yabuno, 1978; Haig and Westoby, 1991; Gutie rrez-Marcos et al., 2003; von Wangenheim
2、 and Peterson, 2004).。 为了理解胚乳在阻止不良物种组合杂交中的作用，已经研究同一物种不同倍数水平的作物间的杂交或者不同物种杂交中的胚乳分解。(Cooper and Brink, 1945; Chu and Oka, 1970; Birchler, 1993; Scott et al., 1998; Kinoshita, 2007) 。在上述杂交中，发育异常的胚乳可以分为两种类型：形成一个减小萎缩的胚乳；或者形成一个更大的肿胀的胚乳。这两种对立表现型的严重性取决于物种的特别组合和倍数水平，重要地是取决于亲本杂交的方向。亲代来源对胚乳表现型的影响常用来支持母本和父本的染色体在
3、胚乳的发育中贡献不同等数量的争论，它也用来作为植物中基因组印记的例子(Haig and Westoby, 1991)。在拟南芥不同倍体间杂交，一个四倍体的母本和一个二倍体的父本植株杂交，在抑制多核胚乳有丝分裂的速率时，会导致细胞过早成熟(Scott et al., 1998)。相比之下，用二倍体母本和四倍体父本杂交会导致有丝分裂时以增长的速率进行过度的胚乳发育(Scott et al., 1998)。玉米中，母本和父本基因组的比率为 2：1 对于种子成功发育是必不可少的(Birchler, 1993), 尤其在胚乳的转换层中发现了发育缺陷(Charlton et al., 1995)。不正常的
4、发育和改变的细胞周期有关，细胞周期包括胚乳核内复制(Leblanc et al., 2002)。同样地，在稻属和燕麦属间的种间杂交，胚乳通常表现相反的表现型，这个表现型取决于涉及物种的组合和双亲杂交的方向(Chu and Oka, 1970; Nishiyama and Yabuno, 1978).在拟南芥属中，二倍体母本 A. thaliana和四倍体父本 A. arenosashow 的杂交延长了多核胚乳期 提高了有丝分裂的速率( Bushell et al., 2003; Waliaet al., 2009).对拟南芥胚乳发育的遗传分析鉴定了胚乳对 PRC2 基因,MEA,FIS2,FI
5、E 和 MSI1 的表观遗传作用(Guitton and Berger, 2005; Baroux et al., 2007; Huh et al., 2008) 。FIS 类基因中的变异在胚乳中诱导相似的表现型，像一个延长的多核期(Ingouffet al., 2005)。在动物和植物中，PRC2 蛋白质形成高分子量的复合体，调节赖氨酸 27上组蛋白 H3 的三甲基化(Ko hler and Villar, 2008)。在这个胚乳中，PRC2 复合体锁定和压制了母性遗传的 MADS 盒基因，PHE1(Ko hler and Villar, 2008)，并且也控制了父性遗传的 MEAPRC2
6、基因(Baroux et al., 2006; Gehring et al., 2006; Jullien et al., 2006a). 因此，至少有一部分 PRC2 复合蛋白通过管理基因印记控制了胚乳的发育。对于亲代起源物种基因表达的其他类型控制是 DNA 甲基化。中心细胞的 DNA 脱甲基化发生在受精前，它激活了拟南芥中来自母本等位基因FWA, FIS2, MEA(Kinoshita et al., 2004; Gehring et al., 2006; Jullien et al., 2006b)及玉米胚乳中 ZmFIE1 的表达(Gutie rrez-Marcoset al., 20
7、06).最近关于杂交种的研究描述了改变特定基因的表达在玉米阶段标记基因胚乳和解除标记的MEA,FIS2基因，MADS盒型基因，PHE1,以及拟南芥胚乳中AGL62基因 (Erilova et al., 2009; Walia et al., 2009; Jullien and Berger, 2010) ，这些杂交种或者由倍体间杂交产生，或者由种间和倍体间组合杂交产生。有些方面的证据支持了倍性剂量水平和种间区别这两者相似地改变了PRC2基因的表达和定位目标(Erilova et al., 2009)，因此，影响发育过渡和胚乳多核期的活动。然而，这些结果的解释仍然不能说明一些观点。例如，尽管倍体
8、间和种间杂交有一些相似，但是他们的胚乳表现型仍然有可能由潜在的不同机制产生。例如，尽管倍体间杂交是同基因的除了倍数外，但是种间杂交不可避免地涉及不同的基因组序列，同时在染色体数目上也有区别，例如A. thaliana(2 n = 10) 和 A. arenosa(2 n = 16)杂交。另外，由于许多密切相关的拟南芥给母本A. thaliana授粉无效(Clauss and Koch, 2006)或者由于正反交失败(Comai et al., 2000; Bushell et al., 2003) ，对于研究有效的拟南芥种间杂交是有限的。因此，仅有一种异常的类型形成了增大肿胀的胚乳，这种异常类
9、型的研究追溯到了拟南芥种间杂交。在研究中，我们筛选了许多种间组合，它们使用了品种繁多的稻属，同时我们发现了肿大和缩小的相反胚乳类型。在异常胚乳发育时，我们使用了一些细胞性活动的标记和阶段特异性基因来研究发育阶段转变。我们发现，即使当改变了发育转变，在所有检测的种间杂交组合中，合胞体核分裂的速度是接近不变的，这个结果暗示了发育转变的扰乱不受有丝分裂活动的控制。我们也发现OsMADS87的过度沉默和解除沉默和杂交胚乳中改变的发育转变有关，OsMADS87是水稻中一个母本表达的印记基因。我们的结果说明，在稻属的种间杂交中，合子后屏障同时影响杂交种胚乳的发育转变和OsMADS87印记的控制，但是不影响
10、细胞周期调控。实验步骤植物材料一系列的野生稻种和表 S1 中给定的数字。给多的信息可以在http:/www.shigen.nig. ac.jp/rice/oryzabase/top/top.jsp获得。栽培稻和野生稻都是在日本三岛的国家爱遗传协会的实验农场的夏季种植。组织学分析组织学分析种子收获后固定在含 5%(v/v)甲醛，5%(v/v)乙酸，63%(v/v)乙醇的真空玻璃瓶中。固定后，通过乙醇挥发和按照厂商的指示插入Technovit7100 树脂，样本被脱水(Kulzer, http:/www.kulzertechnik.de/)。为了显现淀粉颗粒，用 1%(w/v)的碘酒和 1%(w/
11、v)的碘化钾给各个部分染色。部分染色有 0.01%(w / v)CBB R 250 被鉴定为蛋白质。染色后，使 Olympus MVX10 显微镜(Olympus, http:/www.olympus- 或者使用Plan Neofluor 64 透镜的Axioimager M1(Zeiss, http:/ et al 的拟定修正下进行的（2000） 。简言之，固定后样品可以被水吸收，在pH 为 12.4 时用浓度为 5 ugml-1碘化丙啶溶解在 0.1 滴精氨酸中 放在黑暗中隔夜后就被染色。4 天后每隔 24 小时将样品用 0.1 滴精氨酸冲洗(pH 8.0)，然后通过乙醇燃烧进行脱水。样品
12、再依次通过一系列水杨酸甲酯和乙醇混合体（比例为1：2，1：1，和 2：1） ，在每个混合体中放置 1 小时，最后方在 100%水杨酸甲酯中过夜。日本晴和种间杂交种的不成熟种子的三维图可以通过Zeiss LSM510 共聚激光显微镜获得(Zeiss)。细胞核的标志和计算是在计算机屏幕上用透明覆盖表。细胞核的平均数量由 3 到 4 个独立的种子获得。RT-PCR 和实时定量和实时定量 PCR 分析分析使用 RNeasy 植物微型工具提取全体 RNA(Qiagen, http:/ http:/ 由 100ng 的核糖核酸使用引物反转录酶合成(Takara, http:/www.takara-bio.co.jp/)。本次研究中所用到的引物在表 S2 中。The SYBR Premix Ex Taq 用于实时 PCR，Thermal Cycler DICE Real-time System 用来收集信息。来自实时 PCR 分析的相对表达水平同 UBIQUITIN 是规范的。UBIQUITIN 和 OsMADS87 基因的表达水平有连续稀释的 cDNA 质粒决定。误差用 SD 表示。N=3-4
