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植物經典基因調控模型

生活更新时间:2024-07-17 18:31:52

減數分裂是維持物種遺傳穩定性的同時，豐富個體遺傳多樣性的基礎。在減數分裂過程中，同源染色體之間發生了一系列複雜的事件，包括同源染色體配對、聯會、重組及分離等，其中重組是減數分裂的核心事件，而配對和聯會是為重組的完成提供保障的。已有研究表明同源重組過程具有高度的保守性，但調控該過程蛋白的功能并非十分保守。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所程祝寬研究組鑒定到兩個保守的水稻 DMC1 基因： OsDMC1A 和 OsDMC1B 。研究發現這兩個基因功能冗餘，任一單基因突變不影響水稻植株生長與發育。隻有當它們同時突變後，才會導緻減數分裂過程中大量單價體的形成。進一步研究表明，水稻 DMC1 功能缺失并不影響減數分裂同源重組早期蛋白的定位，但會使重組晚期蛋白 OsHEI10 在染色體上定位的大量減少。有趣的是，水稻 DMC1 基因突變并不影響減數分裂早期同源染色體的同源搜尋和配對，但會導緻聯會複合體的組裝異常，這與酵母、小鼠、拟南芥等模式生物中的研究結果完全不同。相關研究結果為深入理解減數分裂同源重組調控的分子機制奠定了堅實基礎。

上述研究結果于3月9日在 Plant Physiology 雜志上在線發表（ DOI:10.1104/pp.16.00167 ）。該項研究得到國家自然科學基金項目的資助。

植物經典基因調控模型（植物減數分裂同源重組研究獲進展）1

圖：水稻 DMC1 基因突變導緻減數分裂細胞同源染色體聯會異常。A.細線期花粉母細胞。B.偶線期花粉母細胞。C.粗線期花粉母細胞。在蛋白質免疫熒光共定位分析中， PAIR3 的藍色定位信号指示 dmc1 突變體中減數分裂前期的染色體。 PAIR2 的紅色定位信号指示突變體中聯會複合體軸向相關蛋白的組裝狀态。 ZEP1 的綠色定位信号指示突變體中聯會複合體中央元件的組裝狀态。以箭頭标記染色體上聯會複合體部分形成的區域。标尺，5微米。

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