TickingClock的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/TickingClock

博文

Plant Physiology:高温干扰染色体配对,负影响同源四倍体拟南芥减数分裂稳定性

已有 2272 次阅读 2021-12-22 09:28 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Interfered chromosome pairing at high temperature promotes meiotic instability in autotetraploid Arabidopsis

第一作者Huiqi Fu

第一单位中南民族大学

第一通讯Bing Liu


 Abstract 


背景回顾Changes in environmental temperature affect multiple meiotic processes in flowering plants. Polyploid plants derived from whole genome duplication (WGD) have enhanced genetic plasticity and tolerance to environmental stress but face challenges in organizing and segregating doubled chromosome sets. 


主要研究:In this study, we investigated the impact of increased environmental temperature on male meiosis in autotetraploid Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). 


结果1-一般温度下:Under low to mildly increased temperatures (5-28 °C), irregular chromosome segregation universally occurred in synthetic autotetraploid Columbia-0 (Col-0). Similar meiotic lesions occurred in autotetraploid rice (Oryza sativaL.) and allotetraploid canola (Brassica napus cv. Westar), but not in evolutionarily derived hexaploid wheat (Triticum aestivum). 


结果2-极端高温下:At extremely high temperatures, chromosome separation and tetrad formation became severely disordered due to univalent formation caused by the suppression of crossing-over.


结果3-高温-同源配对-交换:We found a strong correlation between tetravalent formation and successful chromosome pairing, both of which were negatively correlated with temperature elevation, suggesting that increased temperature interferes with crossing-over predominantly by impacting homolog pairing


结果4-高温-染色体轴-联会复合体:We also showed that loading irregularities of axis proteins ASY1 and ASY4 co-localize on the chromosomes of the syn1 mutant and the heat-stressed diploid and autotetraploid Col-0, revealing that heat stress affects the lateral region of synaptonemal complex(SC) by impacting the stability of the chromosome axis


结果5-二倍体与同源四倍体比较:Moreover, we showed that chromosome axis and SC in autotetraploid Col-0 are more sensitive to increased temperature than those in diploid Arabidopsis. 


结论:Taken together, our data provide evidence suggesting that WGD negatively affects the stability and thermal tolerance of meiotic recombination in newly synthetic autotetraploid Arabidopsis.


1.jpg


 摘 要 


环境温度的改变影响有花植物多个减数分裂过程。源自于全基因组复制的多倍体植物具有加强的遗传可塑性和对环境胁迫的耐受性,但是在组织和分离两套染色体组时存在困难。本文中,作者研究了同源四倍体拟南芥中,环境温度的增加对于雄性减数分裂的影响。在低温到适度升温情况下(即5-28 °C),人工诱导的Col-0同源四倍体普遍存在染色体不规则分离的现象。同时,人工诱导的同源四倍体水稻和油菜都会发生类似的减数分裂障碍,但是自然演化形成的六倍体小麦没有这个问题。极端高温下,由于交换(crossing over)的抑制导致单价染色体的形成,引起染色体分离和四分体形成的异常。作者发现四价染色体形成和染色体配对成功之间存在比较强的相关性,同时这两个都与温度升高呈负相关,说明环境温度的升高主要通过影响同源配对来干扰染色体交换。作者还发现syn1突变体和热胁迫的二倍体和同源四倍体Col-0中都出现了轴蛋白ASY1和ASY4在染色体上的装载不规则性,说明了热胁迫通过影响染色体轴的稳定性来影响联会复合体的外侧区。此外,作者还发现同源四倍体Col-0中染色体轴和联会复合体对于温度升高会较二倍体拟南芥更加敏感。综上,本文的研究揭示了在新人工合成的同源四倍体拟南芥中,全基因组复制对减数分裂重组的稳定性和耐热性具有负面影响。


 通讯作者 

** 刘 冰 **


个人简介:

2006-2010年,湖南农业大学,学士;

2010-2013年,华中农业大学,硕士;

2013-2017年,根特大学,博士;

2017-2018年,康奈尔大学,博后;

2018年-至今,中南民族大学,讲师。


研究方向雄性减数分裂是配子形成的关键过程,对于植物的育性、基因组的稳定性和遗传多样至关重要。以拟南芥为研究材料,通过分子生物学、遗传学与细胞生物学等手段,主要研究以下三个方面的相关生物学问题:

1. 植物雄性减数分裂过程中细胞周期转换、同源重组以及染色体分离的遗传调控机制;

2. 植物减数分裂感受和/或响应环境温度变化的分子机制;

3. 赤霉素介导的绒毡层发育调控雄性减数分裂的分子机制。


doi: https://doi.org/10.1093/plphys/kiab563


Plant Physiology

Published dateDecember 20, 2021



https://blog.sciencenet.cn/blog-3158122-1317638.html

上一篇:Current Biology:拟南芥中免疫信号直接抑制磷转运
下一篇:Plant Cell:类受体胞质激酶PBL34/35/36作用于CLE信号下游,维持SAM和RAM内稳态
收藏 IP: 121.248.132.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-7-26 16:23

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部