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四川农大水稻所在The Plant Journal上发表两篇论文报道水稻减数分裂研究进展

已有 1027 次阅读 2019-5-16 14:07 |个人分类:科研新闻|系统分类:论文交流| 水稻, 减数分裂, 四川农业大学

        四川农业大学水稻研究所李平团队连续在国际学术杂志The Plant Journal 在线发表两篇论文揭示水稻减数分裂机制,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(NO: 31570004)资助。

        20181227日在线发表了题为“OsSHOC1 and OsPTD1 Are Essential for Crossover Formation during Rice Meiosis”的研究论文。

        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。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-PCRGUS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,OsSHOC1OsPTD1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。

        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。

        论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/tpj.14214

 

        2019420日在线发表了题为Defective Leptotene Chromosome 1(DLC1) encodes a type-B response regulator and is required for rice meiosis的研究论文。

        减数分裂是真核生物有性繁殖所必需的,对植物发育及产量有重要影响。这项研究利用图位克隆方法,并结合RNAi干扰和基于CRISPR/Cas9的基因敲除技术,成功分离了一个水稻减数分裂早期关键基因Defective Leptotene Chromosome 1 (DLC1)。在dlc1突变体中,雌、雄配子体发育异常,显微观察发现该突变体在减数分裂早期细线期出现染色体浓缩停滞,并在随后的时期出现一系列异常,同时该突变体花药绒毡层的细胞程序性死亡(PCD)过程也被异常阻止。DLC1编码一个典型的B型反应调节因子(RR),主要在花粉母细胞(PMCs)和绒毡层中有较强的表达,具有核定位特征和转录活性,推测可能作为一个转录因子起作用。进一步的研究表明,DLC1在酵母和植物细胞中能与5个推导的水稻组氨酸磷酸转移蛋白(HPs)相互作用。由于RRsHPs是双组分信号系统(TCS)的重要组分,该结果提示TCS确实可能直接参与了水稻早期减数分裂的调控过程。该研究证实DLC1是水稻减数分裂和生殖发育所必需的,为水稻早期减数分裂过程的信号转导提供了有价值的信息。

        我所在读博士陶阳、毕业生陈丹、邹挺和曾精为该论文共同第一作者。

        论文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/tpj.14344



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