水稻减数分裂基因OsCOM1的克隆与功能分析-论文-万方医学网

水稻减数分裂基因OsCOM1的克隆与功能分析

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摘要减数分裂是所有有性生殖生物中一种高度保守的细胞分裂过程。其整个过程包括一次DNA复制和两次连续细胞核的分裂，因此从细胞学上可以分成减数分裂Ⅰ期和减数分裂Ⅱ期。在减数分裂前期Ⅰ，同源染色体之间发生配对联会和重组，并在后期Ⅰ的时候分离，而在末期Ⅰ，一对姐妹染色体则被拉向相反的两极。因此同源重组不仅对于遗传多样性的保持是必须的，同时也是同源染色体正常分离的先决条件。<br>　　COM1/SAE2是一个从酵母到高等真核生物中都高度保守的基因。目前研究表明，它在不同物种中的同源蛋白，被认为是协助参与到MRX复合体(Mre11/Rad50/Xrs2)中，这对于完成DNA双链断裂的末端加工以及特异的有丝分裂DSB修复是必要的。在本文，我们通过图位克隆的手段鉴定了水稻COM1/SAE2同源基因，并将其命名为OsCOM1。此外，我们又分别鉴定到四个OsCOM1等位突变体。<br>　　在Oscom1突变体中，我们发现联会复合体的形成以及同源染色体的配对和重组都受到严重的抑制，而非同源染色体之间的缠绕却广泛存在。通过蛋白免疫荧光定位实验表明，几个关键的减数分裂蛋白，如ZEP1和OsMER3在Oscom1突变体中都不能正常的定位，但是OsREC8，PAIR2和PAIR3的定位却不受影响。此外，我们发现OsCOM1蛋白在Osam1，pair2和OsSPO11-1RNAi植株中都不能够正常的定位。这些结果表明OsCOM1蛋白对于促进同源染色体的联会和重组是必须的。本研究首次对COM1蛋白在水稻减数分裂中的功能进行了研究，并且通过细胞学研究认为在该突变体中存在非同源重组现象。