减数分裂过程中，纺锤体的正确组装对于同源染色体的准确分离极其重要。但是，不同物种间纺锤体组装的机制并不保守。在哺乳动物、线虫和果蝇中，对纺锤体的组装机制研究较为深入。然而对于植物性母细胞减数分裂过程中纺锤体组装的机制研究还十分缺乏。
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员程祝宽团队通过图位克隆方法，鉴定出了水稻中的PRD1基因，其编码一个保守的减数分裂蛋白，介导了减数分裂特异DSB的形成。有趣的是，在prd1突变体中，花粉母细胞纺锤体组装异常，多极纺锤体不能转变为正常的两极纺锤体。免疫荧光实验表明，PRD1蛋白在染色体上呈现动态变化的定位模式。在减数分裂起始的细线期定位在整条染色体上，而后逐渐富集在每条染色体的着丝粒区域。PRD1能够与动粒蛋白组分存在相互作用，暗示其可能在动粒复合体组装过程中发挥重要功能。此外，PRD1与REC8和SGO1发生相互作用，从而参与减数分裂纺锤体的组装。相关结果为染色体介导的植物减数分裂纺锤体组装理论提供了直接证据。
该研究成果于近日发表在New phytologist上。遗传发育所博士后石文清为论文第一作者，程祝宽和遗传发育所助理研究员沈懿为论文共同通讯作者。相关研究得到中科院战略性先导科技专项（A类）、国家自然科学基金等项目的资助。
PRD1促进减数分裂两极纺锤体的组装（左）；PRD1在染色体上的动态定位（右）
减数分裂是有性生殖生物配子产生和世代交替的核心事件。减数分裂起始是细胞有丝分裂向减数分裂的转变，标志着生物体从营养生长向生殖生长的转变。氮素是植物必需的大量元素，是植物生长发育和农作物产量形成的重要限......
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