APP下载

小麦染色体配对和减数分裂重组分子机制取得重要突破

2021-03-22

三农资讯半月报 2021年3期

(2021.2.7 Plant Biotechnology Journal )

染色体配对和减数分裂重组的遗传学由于许多作物的异源多倍体性质而变得复杂,这在植物界是一个普遍的特征。例如,六倍体面包小麦(AABBDD 2n=6x=42)是由三个二倍体经两个连续的种间杂交而产生,有三组相关的同源染色体。遗传学和细胞遗传学研究表明,小麦在减数分裂过程中存在几个配对的同源(Ph)位点,只有相同亚基因组(AA、BB或DD)的同源染色体配对和重组,才能保证小麦在减数分裂过程中表现为二倍体。控制同源重组的两个主要位点分别位于染色体臂5BL和3DS上,分别命名为Ph1和Ph2。相比于Ph1,Ph2的诱发基因序列尚未确定。明确Ph2的遗传控制及其作用机制,将为开发近缘种外源基因导入面包小麦种质资源提供重要的科学依据。

近日,Nature Communications在线发表了一篇题为“Ph2 encodes the mismatch repair protein MSH7-3D that inhibits wheat homoeologous recombination”的文章,该文作者进行了Ph2的定位克隆和小麦DNA错配修复蛋白MSH7-3D作为同源重组关键抑制子的功能验证,解决了一个长达半个世纪的问题。

在本研究中,作者通过对已知突变体(ph2a和ph2b)的高通量外显子组和转录组测序,以及3DS缺失系系列和独立的EMS诱导突变体的细胞遗传学分析,报导了关键同源染色体配对抑制基因Ph2的鉴定和功能验证。证明了:(1)Ph2位于3DS上从64.9到79.2Mb的14.3Mb的区域内;(2)TaMSH7-3D是唯一一个位于该区域的基因,其包含一个容易影响ph2b蛋白序列的EMS衍生SNP;(3)另一个TaMSH7-3D突变体在同源和同源重组方面再現了ph2表型;(4)除了偶然发现的TaMSH7-3D外,能够排除所有先前提出的Ph2候选基因。

综上所述,本研究利用最新的遗传和生物信息资源,通过鉴定TaMSH7-3D,回答了一个50年前关于Ph2诱发因子的问题。……

登录APP查看全文