论文部分内容阅读
减数分裂是真核生物在有性生殖过程中发生的一种特殊的细胞分裂方式,其整个过程中染色体只复制一次而细胞连续分裂二次,最终形成染色体数目仅为性母细胞一半的配子。雌雄配子通过受精作用又恢复亲代的染色体数目,这样就保证了物种染色体数目的稳定。在减数分裂前期Ⅰ,同源染色体之间通过配对联会和重组等一系列复杂的相互作用而稳定在一起,从而保证了同源染色体在后期Ⅰ的准确分离。另外,在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交换,使配子的遗传发生了多样化,增加了后代的适应性。在生物体中,同源重组过程中涉及到了很多基因。其中,RAD5是RecA重组酶的同源物,它催化单链的入侵和异源双链的形成。在动植物中都有RAD51的5个旁系同源基因(RAD51B、RAD51C、RAD51D、XRCC2和XRCC3),它们在同源重组过程扮演着重要的角色。RAD51家族在同源重组和维持基因组的完整性等方面起着重要作用,在不同的物种之间它们在功能上有所分化。在本研究中,我们通过图位克隆的方法在水稻克隆了影响重组的OsXRCC3基因。xrcc3突变体营养生长正常,但是雌雄配子完全不育。细胞学观察发现在xrcc3突变体中同源染色体不能正常配对和联会。染色体在中期Ⅰ发生相互缠绕,导致在后期Ⅰ形成大量的染色体碎片。免疫荧光染色反应发现突变体中γH2AX的信号正常,说明DNA双链断裂在xrcc3突变体中能正常形成。然而,COM1不能正常定位到染色体上,说明双链断裂末端的加工过程在xrcc3突变体中受到影响。并且在xrcc3突变体中,同源重组过程中的标记蛋白RAD51C、DMC1、ZIP4和MER3不能正常定位到染色体上,也进一步证明了在xrcc3突变体中同源染色体的重组不能正常进行。另外,我们还发现在xrcc3的突变体中,联会复合体的轴向元件REC8、PAIR2和PAIR3能够正常定位到染色体上,而横向元件ZEP1在染色体上不能正常定位,说明在突变体中联会复合体不能正常形成。因此,我们认为XRCC3在水稻DNA双链断裂末端加工、同源染色体联会和重组过程中起着重要作用。此外,我们发现XRCC3还参与了丝裂霉素C介导的有丝分裂的DNA损伤修复。