四川农业大学在植物减数分裂研究中取得新进展

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减数分裂是真核生物有性繁殖所必需的过程，对植物育性及生产有重要影响。交叉 (cross over, CO) 不仅是减数分裂所必需的，也是配子中新的等位基因组合形成的基础。近日，The Plant Journal 在线发表了四川农业大学水稻所李双成教授和李平教授为共同通讯作者的题为OsSHOC1 and OsPTD1 Are Essential for Crossover Formation during Rice Meiosis 的研究论文，报道了有关水稻减数分裂研究的最新进展。



这项研究利用图位克隆法，成功分离了一个减数分裂关键基因OsSHOC1。在Osshoc1突变体中，雌、雄配子体发育均不正常。细胞观察发现，该突变体在减数分裂过程中CO数量显著减少，导致未配对单价体大量增加。利用CRISPR/Cas9技术敲除该基因，敲除（KO）突变体能重演Osshoc1突变表型，说明OsSHOC1是水稻正常CO形成所必需的。进一步利用酵母双杂交（Y2H）、荧光双分子互补（BiFC）和免疫共沉淀（Co-IP）等实验证实，OsSHOC1能与OsPTD1发生直接相互作用，基因敲除OsPTD1后发现敲除植株与Osshoc1突变表型高度类似，也表现雌雄不育及CO数量减少。

此外，该研究还利用q-PCR，GUS报告基因和原位杂交等手段研究了两个基因的表达模式，系统证实它们均主要在减数分裂期小花表达，与其功能基本一致。总之，该研究表明，OsSHOC1和OsPTD1是水稻雌雄育性和减数分裂CO形成的必要条件，并可能提示一种普遍保守的减数分裂机制。

OsSHOC1的图位克隆和功能验证

四川农业大学水稻所2017届博士毕业生任云和2018届硕士毕业生陈丹为该论文共同第一作者，李双成教授和李平教授为共同通讯作者。该研究主要由国家自然科学基金面上项目资助。
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