我室在水稻育性调控分子机制研究方面取得重要进展

10月11日，我室一篇题为《Replication Protein A2c Coupled with Replication Protein A1c Regulates Crossover Formation during Meiosis in Rice》的学术论文在线发表在植物学研究的顶尖杂志《Plant Cell》上。论文第一作者是我室李兴旺博士，通讯作者为我室吴昌银教授。

真核生物有性生殖过程中，二倍孢子体到单倍配子体是其生命周期的重要过程，染色体的减数分裂导致二倍体向单倍体的转变。因此，染色体减数分裂在真核生物世代交替中扮演重要的功能。来自父母本的同源染色体在减数分裂的前期发生部分片段的交换，这种同源染色体的重组交换增加了生物群体遗传的多样性，对增强物种的适应环境变化的能力和生物进化具有重要的意义。

RPA是真核生物中的一类单链结合蛋白，一般由三个亚基组成的异源三聚体行使不同的生物学功能。研究发现，水稻中分别有3个基因编码RPA1亚基（RPA1a、RPA1b、RPA1c），3个基因编码RPA2亚基（RPA2a、RPA2b、RPA2c）,1个基因编码RPA3亚基,而绝大多数动物和真菌中每个亚基仅由一个基因编码。高等植物中RPA异源三聚体存在多个组合，它们参与的生物学功能仍不清楚。吴昌银课题组一直从事水稻育性分子机理的研究，利用水稻大型突变体库资源，系统解析了水稻染色体复制蛋白RPA在水稻减数分裂过程中的功能。该课题组前期的研究证明RPA1a参与了同源染色重组交换后DNA双链断裂的修复。通过遗传学、生物化学、细胞生物学等手段，进一步研究证明了RPA2c与RPA1c相互作用形成一个蛋白复合体，在减数分裂过程中参与同源染色体的重组交叉结的形成，但对染色体的修复是非必需的。RPA2c与RPA1c的单突变体均表现为育性降低，说明RPA蛋白在水稻育性控制方面发挥着重要功能。

该项研究是吴昌银课题组在水稻育性研究方面取得有一项新成果，该课题组前期分离克隆了水稻育性的关键基因API5（2011年Plant Cell）、水稻减数染色体配对基因PAIR3（2009年Plant Journal）及DNA双链断裂的修复基因RPA1a（2009年Plant Physiology）。研究结果对认识植物有性生殖的世代交替的分子机制及创建人工不育系利用作物杂种优势提供了理论指导。

论文链接：http://www.plantcell.org/cgi/content/short/tpc.113.118042?keytype=ref&ijkey=zZvIrwxQXf3whsw