L’auto-incompatibilité (SI) est un mécanisme génétique essentiel qui empêche l’autofécondation au sein d'une même fleur ou entre individus génétiquement proches, favorisant ainsi la fécondation croisée et le brassage génétique. Ce système repose sur l'interaction entre des molécules produites par le pollen (déterminant mâle) et le pistil (déterminant femelle), toutes deux encodées par un domaine génétique unique appelé le locus S.

On distingue deux types principaux d'auto-incompatibilité selon l'origine génétique du signal porté par le pollen :

1. L’Auto-incompatibilité Gamétophytique (SIG)

C'est la forme la plus répandue, présente chez environ 50 % des Angiospermes (ex : Solanacées, Rosacées, Poacées).

• Principe : La compatibilité est déterminée par le génotype haploïde (n) du grain de pollen lui-même.
• Lieu du rejet : Le pollen peut germer et commencer sa croissance, mais le tube pollinique est arrêté dans le style si son allèle S correspond à l'un des deux allèles du pistil diploïde.
• Mécanisme moléculaire :
• Le pistil sécrète des enzymes appelées S-RNases dans le tissu conducteur.
• Ces S-RNases pénètrent dans le tube pollinique. Si le pollen est reconnu comme "soi", les RNases restent actives et dégradent l'ARN cellulaire, stoppant la croissance du tube.
• Si le pollen est compatible, une protéine F-box présente dans le pollen cible les S-RNases pour les dégrader via l'ubiquitination, permettant la survie du tube.

2. L’Auto-incompatibilité Sporophytique (SIS)

Ce mécanisme est caractéristique des Brassicacées (ex : chou, colza, radis).

• Principe : La compatibilité dépend du génotype diploïde (2n) de la plante mère (le sporophyte) qui a produit le pollen. Le grain de pollen est recouvert d'une « empreinte sporophytique » (protéines issues du tapis de l'anthère) déposée sur sa paroi.
• Lieu du rejet : Le rejet est très rapide et se produit dès le contact avec les papilles du stigmate, empêchant souvent la germination.
• Mécanisme moléculaire :
• Le déterminant femelle est un récepteur kinase situé sur la membrane du stigmate, appelé SRK (S-locus receptor kinase).
• Le déterminant mâle est une petite protéine fixée sur le pollen, appelée SCR ou SP11 (S-locus cysteine-rich protein).
• La liaison de la protéine SCR sur le récepteur SRK (reconnaissance de surface) déclenche une cascade de signalisation par phosphorylation qui bloque le développement du grain de pollen.

Synthèse comparative

Caractéristique SIG (Gamétophytique) SIS (Sporophytique)

Reconnaissance Génotype du Génotype du

basée sur pollen (n) parent (2n)

Moment du rejet Après germination, Au contact,

dans le style sur le stigmate

Molécules clés S-RNase et SRK (récepteur) et

protéine F-box SCR/SP11 (ligand)

Exemples Tabac, Pommier, Chou, Colza,

Tomate Moutarde