《特異影響水稻減數分裂過程基因PAIR4的克隆及功能鑑定》是依託揚州大學，由於恆秀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：特異影響水稻減數分裂過程基因PAIR4的克隆及功能鑑定
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：於恆秀
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
減數分裂是真核生物有性繁殖所必需經歷的生命過程，其順利完成是許多基因協同作用的結果，克隆減數分裂相關基因，並研究其生物學功能，可以加深我們對減數分裂中關鍵分子過程的了解和認識，也為我們操縱和調控減數分裂過程提供理論依據。我們在前期工作中獲得了一個水稻不育突變體pair4，pair4營養生長正常，減數分裂過程中染色體不發生配對和聯會。染色體定位研究表明，它與目前已克隆的控制水稻染色體配對與重組的基因均不同源。本研究擬用圖位克隆方法，分離PAIR4基因，並製備該基因的多克隆抗體；綜合運用螢光原位雜交、免疫螢光染色反應等分子生物學手段，研究PAIR4基因功能喪失對減數分裂過程的影響，以及相關蛋白參與同源染色體聯會與重組的分子機理，最終闡明PAIR4基因在減數分裂過程中的詳細生物學功能。
結題摘要
減數分裂是一個複雜的生物學過程，其順利完成是許多基因協同作用的結果。但相對於酵母和擬南芥，對水稻減數分裂過程的研究相對比較落後。本研究項目是在前期工作中獲得了一個表型為完全不育突變體基礎上進行的。該突變體在減數分裂前期染色體不聯會，初定位的結果表明控制該突變性狀的基因與已克隆的控制水稻染色體配對與重組的基因均不等位。通過本項目研究，我們用圖位克隆方法分離了該基因，它是水稻RAD51的旁系同源基因XRCC3，XRCC3功能缺失導致減數分裂前期I染色體不能正常配對聯會，而且從雙線期到中期I經常可觀察到多條染色體纏繞的現象。γH2AX可正常定位到xrcc3染色體上表明在該突變體中DNA雙鏈斷裂仍可正常進行，但在該突變體中與DNA雙鏈斷裂末端修飾相關蛋白COM1不能正常定位到染色體上，表明DNA雙鏈斷裂的末端修飾不能正常進行。另外，與染色體聯會和重組相關蛋白RAD51C、DMC1、ZEP1、ZIP4和MER3均不能正常定位到染色體上，這不僅證明水稻XRCC3在減數分裂DNA雙鏈斷裂的修復和同源重組中發揮重要的作用，而且表明XRCC3的功能缺失可能還通過影響DNA雙鏈末端的修飾影響DNA雙鏈斷裂的修復和同源重組的進行。這些結果對我們解析水稻減數分裂染色體同源重組的分子機制具有重要意義。
