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程祝宽研究组在减数分裂起始研究中取得新进展

  有性生殖是生物体最重要的繁殖方式,对于维系物种的遗传和变异有非常重要的作用。有性生殖最为重要的环节是从有丝分裂细胞获得减数分裂命运,即减数分裂起始的过程。相比于酵母和动物,植物减数分裂起始分子机制的了解尚很缺乏。 

 

  中国科学院遗传与发育生物学研究所程祝宽研究组以水稻为模式植物,通过筛选缺少减数分裂过程的不育突变体,并克隆相关突变基因,发现OsSPL参与了水稻雌、雄性母细胞减数分裂起始的调控。OsSPL具有保守的SPL结构域,该结构域保守氨基酸的缺失或突变都会导致蛋白功能的丧失。Osspl突变体花药中观察不到花粉母细胞特异胼胝质的积累,而造孢细胞核中染色体形态及着丝粒CENH3的组装均维系在有丝分裂状态,可以特异指示花粉母细胞形成的MEL1基因的表达仅维持在造孢细胞水平,表明OsSPL突变使得造孢细胞无法分化为正常的花粉母细胞。相关研究首次证明SPL同源蛋白在单子叶植物中也具有保守的功能,为进一步阐明被子植物中减数分裂起始调控的分子机制奠定了重要基础。 

 

  该论文于2018226日在New phytologist杂志上在线发表(DOI:10.1111/nph.15017)。程祝宽研究组博士研究生任丽军和高级工程师唐丁为该文章的共同第一作者,程祝宽研究员和助理研究员李亚非为该文章共同通讯作者。该研究得到科技部、国家自然科学基金委等项目的资助。 

    

图:水稻花粉母细胞减数分裂起始的细胞学过程