减数分裂是真核生物有性生殖的基础,是配子发生（精子和卵子）的必经过程。减数分裂异常是引发人类不孕不育以及出生缺陷的重要原因。但是,减数分裂的机制尚不明晰。因此,深入探究减数分裂的分子机制和调控过程,对于预防出生缺陷和改善人类生殖健康具有重要意义。姊妹染色单体黏着是有丝分裂和减数分裂的关键事件,对保证染色体正确分离至关重要。姊妹染色单体之间的黏着由黏着素介导。黏着素装载复合体则负责将黏着素装载到染色体的正确位置。此外,黏着素装载复合体还在基因表达调控、个体发育等基本生物学过程中也发挥关键作用。如黏着素装载复合体功能异常,在人类中会引发德朗热综合症,在小鼠中会导致其颅面缺失。在酿酒酵母中,黏着素装载复合体由Scc2和Scc4两个亚基组成。近来研究发现,Scc2和Scc4的功能可能存在差异。例如,酿酒酵母有丝分裂中Scc4突变导致近着丝粒处的黏着素减少,染色体臂上的黏着素不变;而Scc2突变导致染色体臂上的黏着素减少,近着丝粒处的黏着素不变。酿酒酵母减数分裂中,Scc2还可以作为特异的转录激活因子调控REC8等减数分裂基因的表达。但是Scc4在减数分裂中的功能及其与Scc2的功能差异尚不明晰。为了探究Scc4在减数分裂中的功能,本论文以酿酒酵母为研究材料,构建了不同的Scc4突变体,包括在有丝分裂表达但减数分裂特异不表达的pCLB2-SCC4突变体,黏着素装载效率降低的scc4-m35突变体和pCLB2-SCC4/scc4-m35突变体。通过对pCLB2-SCC4突变体的研究发现,Scc4缺失会严重影响酿酒酵母减数分裂,如核分裂进程延迟,核分裂比例仅为野生型的40%,产孢率明显降低,所有孢子不能存活。在减数分裂中,DNA双链断裂经酶切加工形成单链DNA末端被Rad51等蛋白结合,最终帮助其以同源染色体为模板进行修复。因此,通过分析随减数分裂进程Rad51点数的动态变化可以探究DNA双链断裂的形成与修复情况。利用染色体展片结合Rad51免疫荧光,我们发现pCLB2-SCC4突变体中减数分裂DNA双链断裂的修复比野生型明显延迟。通过DNA单向凝胶电泳和Southern杂交研究发现,pCLB2-SCC4突变体在减数分裂重组热点HIS4-LEU2处的DNA双链断裂的水平减少到野生型的40%。减数分裂DNA双链断裂通常会被修复形成crossover或者non-crossover。为了揭示Scc4对生成的重组产物的影响,我们通过Southern杂交,对pCLB2-SCC4突变体减数分裂重组热点HIS4-LEU2处的重组修复情况进行了定量分析,结果表明,crossover的数量降低,而non-crossover 的数量则不受影响。由于减数分裂 crossover 的数目 和分布会受到染色体轴以及同源染色体联会的调控。因此,利用染色体展片和免疫荧光染色分析pCLB2-SCC4突变体染色体轴成分Rec8和联会复合体中央元件Zip1的形成,结果发现,减数分裂同源染色体联会和染色体轴形成发生严重缺陷。与pCLB2-SCC4突变体相比,黏着素装载效率降低的scc4-m35突变体和pCLB2-SCC4/scc4-m35突变体对减数分裂孢子存活率、产孢率及核分裂的影响相对较轻。上述结果表明,Scc4除介导黏着素装载外,在减数分裂中还发挥其他重要功能。我们推测Scc4可能通过调控减数分裂染色体轴的形成影响DNA双链断裂的形成和修复,进而影响同源染色体联会及染色体分离,最终影响减数分裂核分裂、孢子形成效率和孢子存活率。本论文探究了酿酒酵母Scc4突变对减数分裂关键事件的影响,初步阐明了Scc4在减数分裂中的功能及其作用机制。该研究完善了 Scc4的生物学功能,促进了人们对减数分裂分子机制的理解。