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至联会复合体蛋白突变影响水稻遗传重组频率

时间:2023年01月04日

联会复合体蛋白突变影响水稻遗传重组频率 至联会复合体蛋白突变影响水稻遗传重组频率

日前,中国水稻研究所研究员王克剑领衔的染色体工程及基因组编辑创新团队在水稻遗传重组研究领域获得重要进展。相干研究成果于4月30日在线发表在Cell出版社旗下子刊《份子植物》(Molecular Plan该实验机不但能1次连续自动做完若干组球团实验t)上。

在作物种间和种内蕴藏着大量的良好性状基因,但是这些良好基因的转移通常会遭到有限的遗传重组频率和不良基因连锁的影响。所以提高遗传重组频率、打破不良基因与良好基因间的连锁1直是育种家们寻求的目标,但是截至目前尚没有在农作物中发现可以有效提高遗传重组频率的方法。

至联会复合体蛋白突变影响水稻遗传重组频率

水稻联会复合体基因ZEP1的部份功能丧失可以显著提高遗传重组频率。

(A)野生型和突变体中分别产生0次、1次、2次和3次交换的染色体的比例。(B)野生型和突变体中在6个份子标记(A-F)间的遗传重组频率统计及比较。(C)野生型和突变体中遗传干涉强度比较分析;突变体中的遗传干涉强度与野生型相比有明显的下降。(D)ZEP1基因的部份突变显著提高重组唆使蛋白HEI10的信号数目。Pachytene表示粗线期;diplotene表示双线期。

联会复合体是真核生物减数分裂期在同源染色体之间构成的复杂蛋白结构。在多个模式生物中的研究表明,该结构蛋白的完全突变会致使遗传重组频率的下降。

王克剑研究团队通过对水稻联会复合体的弱等位突变体研究发现,联会复合体蛋白的部份突变可以将遗传重组频率平均提高至野生型中的1.8倍左右,其在重组频率较低位置的提高幅度尤其明显。

与此同时,在突变体中遗传干涉的强度与野生型相比也显著下降。该结果表明,联会复合体这1真核生物守旧蛋白结构极有可能参与遗传干涉现象的构成。前期研究表明,在水稻中最少存在两类重组方式,其中1类有相互干涉(I型重组交换),而另外一类则没有相互干涉(II型重组交换)。

通过进1步的遗传分析和细胞学视察,研究人员揭露了在突变体中增加的遗传重组主要通过I型遗传重组途径构成。该研究成果首次实现了在农作物中提高遗传重组频率的目标,对打破水稻不良遗传连锁,提高育种效力具有重要的理论意义和利用价值。另外,由于联会复合体蛋白在不同农作物中高度守旧,所以该研操作简定单量同比降落超过20%单等特点究成果对其他作物的育种研究一样还需注意以下各点具有重要的鉴戒意义。

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