ประเภทการผสมพันธุ์เป็นลักษณะที่เทียบเท่ากับเพศในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ และเชื่อกันว่าเป็นต้นกำเนิดของเพศ ที่แตกต่างกัน ลักษณะ ดังกล่าวพบได้ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เช่น รา

ประเภทการผสมพันธุ์เทียบเท่ากับเพศในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง^{[ 1 ]}และเกิดขึ้นในสปีชีส์ไอโซกามัส^{[ 2 ]}ขึ้นอยู่กับกลุ่ม ประเภทการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกันมักจะถูกอ้างถึงด้วยตัวเลข ตัวอักษร หรือเพียงแค่ "+" และ "−" แทนที่จะใช้คำว่า " ตัวผู้ " และ " ตัวเมีย " ซึ่งหมายถึง " เพศ " หรือความแตกต่างในขนาดระหว่างแกมีต [ ^{1 ] การ}ผสมพันธุ์สามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะระหว่างแกมีตที่มีประเภทการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกันเท่านั้น

ประเภทการผสมพันธุ์ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในเชื้อรา ในบรรดาเชื้อรา ประเภทการผสมพันธุ์ถูกกำหนดโดยบริเวณโครโมโซมที่เรียกว่าตำแหน่งประเภทการผสมพันธุ์ยิ่งไปกว่านั้น มันไม่ได้ง่ายอย่างที่คิดว่า "ประเภทการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกันสองประเภทสามารถผสมพันธุ์กันได้" แต่เป็นเรื่องของการผสมผสานกัน ตัวอย่างง่ายๆ เช่น เชื้อรากลุ่มBasidiomycete ส่วนใหญ่ มีระบบการผสมพันธุ์แบบ "tetrapolar heterothallism " กล่าวคือ มีสองตำแหน่ง และการผสมพันธุ์ระหว่างสองตัวจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออัลลีลในทั้งสองตำแหน่งแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น หากมี 3 อัลลีลต่อตำแหน่ง ก็จะมี 9 ประเภทการผสมพันธุ์ ซึ่งแต่ละประเภทสามารถผสมพันธุ์กับอีก 4 ประเภทการผสมพันธุ์ได้^{[ 3 ]}ด้วยการผสมผสานแบบทวีคูณ ทำให้เกิดประเภทการผสมพันธุ์จำนวนมาก

เพื่อเป็นตัวอย่างสิ่งมีชีวิตต้นแบบอย่างCoprinus cinereusมีตำแหน่งกำหนดเพศสองตำแหน่ง เรียกว่าAและBทั้งสองตำแหน่งมีกลุ่มยีน 3 กลุ่ม ที่ ตำแหน่ง A มี โปรตีนโฮมีโอโดเมน 6 ตัวเรียงเป็น 3 กลุ่ม กลุ่มละ 2 ตัว (HD1 และ HD2) ซึ่งเกิดขึ้นจากการเพิ่มจำนวนยีน ส่วนที่ ตำแหน่ง B แต่ละกลุ่มใน 3 กลุ่มนั้นจะมีตัวรับฟีโรโมน แบบ G-protein-coupled receptorหนึ่งตัวและโดยปกติจะมีสองยีนสำหรับฟีโรโมน

ตำแหน่งAทำให้เกิดเฮเทอโรทัลลิสม์ผ่านปฏิสัมพันธ์เฉพาะระหว่างโปรตีน HD1 และ HD2 ภายในแต่ละกลุ่ม โปรตีน HD1 สามารถสร้างเฮเทอโรไดเมอร์ ที่ใช้งานได้ กับโปรตีน HD2 จากกลุ่มอื่นเท่านั้น ไม่ใช่กับโปรตีน HD2 จากกลุ่มเดียวกัน เฮเทอโรไดเมอร์ที่ใช้งานได้มีความจำเป็นสำหรับปัจจัยการถอดรหัสเฉพาะของไดคาริออนและการขาดเฮเทอโรไดเมอร์จะขัดขวางกระบวนการพัฒนา พวกมันทำงานซ้ำซ้อน ดังนั้นจึงจำเป็นเพียงกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งในสามกลุ่มเท่านั้นที่จะเป็นเฮเทอโรไซโกตเพื่อให้ ตำแหน่ง Aทำงานได้^{[ 4 ]}

ในทำนองเดียวกัน ตำแหน่ง Bช่วยให้เกิดเฮเทอโรทัลลิสม์ผ่านปฏิสัมพันธ์เฉพาะระหว่างตัวรับฟีโรโมนและฟีโรโมน ตัวรับฟีโรโมนแต่ละตัวจะถูกกระตุ้นโดยฟีโรโมนจากกลุ่มอื่น แต่ไม่ใช่โดยฟีโรโมนที่เข้ารหัสโดยกลุ่มเดียวกัน ซึ่งหมายความว่าตัวรับฟีโรโมนจะสามารถกระตุ้นการส่งสัญญาณได้ก็ต่อเมื่อมันจับกับฟีโรโมนจากกลุ่มที่แตกต่างกันเท่านั้น ไม่ใช่เมื่อมันจับกับฟีโรโมนจากกลุ่มของตัวเอง นอกจากนี้ยังทำงานซ้ำซ้อนกันอีกด้วย^{[ 4 ​​]}

ในทั้งสองกรณี กลไกนี้อิงตามหลักการ "ความไม่เข้ากันเอง" ซึ่งโปรตีนหรือฟีโรโมนจากกลุ่มเดียวกันจะไม่เข้ากัน แต่เข้ากันได้กับโปรตีนหรือฟีโรโมนจากกลุ่มที่แตกต่างกัน^{[ 5 ] [ 6 ]}

ในทำนองเดียวกันSchizophyllum communeมีกลุ่มยีน 2 กลุ่ม (Aα, Aβ) สำหรับโปรตีนโฮมีโอโดเมนบน โลคัส Aและกลุ่มยีน 2 กลุ่ม (Bα, Bβ) สำหรับฟีโรโมนและตัวรับบน โลคัส Bโดย Aα มี 9 อัลลีล, Aβ มี 32 อัลลีล, Bα มี 9 อัลลีล และ Bβ มี 9 อัลลีล กลุ่มยีนทั้งสองกลุ่มที่ โลคัส Aทำงานอย่างอิสระแต่ซ้ำซ้อนกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเพียงกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งจากสองกลุ่มที่เป็นเฮเทอโรไซโกตเพื่อให้ทำงานได้ ในทำนองเดียวกันสำหรับกลุ่มยีนทั้งสองกลุ่มที่ โลคัส Bดังนั้นการผสมพันธุ์ระหว่างสองตัวจะประสบความสำเร็จหาก

${\displaystyle [(A\alpha 1\neq A\alpha 2)\mathrm {OR} (A\beta 1\neq A\beta 2)]\mathrm {AND} [(B\alpha 1\neq B\alpha 2)\mathrm {OR} (B\beta 1\neq B\beta 2)]}$

ดังนั้นจึงมีประเภทการผสมพันธุ์ ซึ่งแต่ละประเภทสามารถผสมพันธุ์กับประเภทการผสมพันธุ์อื่นได้^{[ 7 ]}${\displaystyle 9\times 32\times 9\times 9=23328}$${\displaystyle (9\times 32-1)\times (9\times 9-1)=22960}$

การสืบพันธุ์โดยใช้ประเภทการผสมพันธุ์พบได้ทั่วไปในเชื้อราแอสโคไมซีตแบบเส้นใยมักมีประเภทการผสมพันธุ์สองประเภทที่เรียกว่า "MAT1-1" และ "MAT1-2" ตามตำแหน่งประเภทการผสมพันธุ์ ของยีสต์ (MAT) ^{[ 8 ]}ภายใต้ระบบการตั้งชื่อมาตรฐาน MAT1-1 (ซึ่งอาจเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า MAT1) เข้ารหัสโปรตีนควบคุมที่มีโมทีฟอัลฟาบ็อกซ์ ในขณะที่ MAT1-2 (เรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า MAT2) เข้ารหัสโปรตีนที่มีโมทีฟการจับกับ DNA ของกลุ่มที่มีการเคลื่อนที่สูง (HMG) เช่นเดียวกับประเภทการผสมพันธุ์ MATα1 ของยีสต์^{[ 9 ]}ประเภทการผสมพันธุ์ที่สอดคล้องกันในยีสต์ ซึ่งเป็นแอสโคไมซีตที่ไม่ใช่เส้นใย เรียกว่า MATa และ MATα ^{[ 10 ]}

ยีนกำหนดลักษณะการผสมพันธุ์ในแอสโคไมซีสเรียกว่าไอดีโอเมอร์ฟ แทนที่จะเป็นอัลลีล เนื่องจากความไม่แน่นอนของต้นกำเนิดโดยการสืบเชื้อสายร่วมกัน โปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีนเหล่านี้เป็นปัจจัยการถอดรหัสซึ่งควบคุมทั้งระยะต้นและระยะปลายของวงจรการ สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ แอสโคไมซีส แบบเฮเทอโรทัลลิกสร้างแกมีตซึ่งมีไอดีโอเมอร์ฟ Mat เพียงตัวเดียว และการผสมพันธุ์จะเกิดขึ้นได้เฉพาะระหว่างแกมีตที่มียีนกำหนดลักษณะการผสมพันธุ์ที่เสริมกันเท่านั้น ในทางกลับกัน แอสโคไมซีสแบบ โฮโมทัลลิกสร้างแกมีตที่สามารถรวมเข้ากับแกมีตอื่นๆ ทุกตัวในประชากร (รวมถึงลูกหลานไมโทซิสของตัวเอง) ได้บ่อยครั้งเนื่องจากแฮพลอยด์แต่ละตัวมีรูปแบบทางเลือกสองแบบของโลคัส Mat ในจีโนม^{[ 11 ]}

Basidiomycetesสามารถมีรูปแบบการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกันได้หลายพันแบบ^{[ 12 ]}

ในเชื้อราแอสโคไมซีตNeurospora crassaการผสมพันธุ์จะถูกจำกัดไว้เฉพาะปฏิสัมพันธ์ของสายพันธุ์ที่มีประเภทการผสมพันธุ์ตรงข้ามกัน ซึ่งส่งเสริมให้เกิดการผสมข้ามสายพันธุ์ในระดับหนึ่ง การผสมข้ามสายพันธุ์ผ่านการเสริมกันอาจให้ประโยชน์ในการปกปิดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายแบบด้อยในยีนที่ทำงานในระยะไดคาริออนและ/หรือดิพลอยด์ของวงจรชีวิต^{[ 13 ]}

ประเภทการผสมพันธุ์น่าจะเกิดขึ้นก่อนการเกิด^ภาวะอะนิโซกามี [ ^{14 ]}และเพศวิวัฒนาการโดยตรงจากประเภทการผสมพันธุ์หรือแยกกันในบางสายพันธุ์^{[ 15 ]}

การศึกษาเกี่ยวกับสาหร่ายสีเขียวได้ให้หลักฐานเกี่ยวกับความเชื่อมโยงทางวิวัฒนาการระหว่างเพศและประเภทการผสมพันธุ์[ ^{16 ] ใน}ปี 2549 นักวิจัยชาวญี่ปุ่นพบยีนในตัวผู้ของPleodorina starriiซึ่งเป็น[ออร์โธล็อก]ของยีนสำหรับประเภทการผสมพันธุ์ในChlamydomonas reinhardtii ^{[ 17 ]}ในVolvocalesประเภทการผสมพันธุ์แบบบวกเป็นบรรพบุรุษของตัวเมีย^{[ 18 ]}

ในซีลิเอตรูปแบบการผสมพันธุ์หลายแบบได้วิวัฒนาการมาจากรูปแบบการผสมพันธุ์แบบไบนารีในหลายสายพันธุ์^{[ 19 ] : 75} ณ ปี 2019 ความขัดแย้งทางจีโนมถือเป็นคำอธิบายหลักสำหรับการวิวัฒนาการของรูปแบบการผสมพันธุ์สองแบบ^{[ 20 ]}

รูปแบบการผสมพันธุ์รองวิวัฒนาการควบคู่ไปกับเฮอร์มาฟรอไดต์พร้อมกันในหลายสายพันธุ์^{[ 19 ] : 71}

• การผสมพันธุ์ในเชื้อรา
• การผสมพันธุ์ของยีสต์
• ตำแหน่งยีนกำหนดเพศ
• ยีสต์ Saccharomyces cerevisiae (ชนิดผสมพันธุ์ a และ α)
• Schizophyllum commune (23,328 รูปแบบการผสมพันธุ์)
• Tetrahymena (7 รูปแบบการผสมพันธุ์)