發(fā)布日期：2018-01-03

中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所唐威華研究組在植物生殖細(xì)胞系從有絲分裂轉(zhuǎn)換到減數(shù)分裂的分子機(jī)制研究中取得進(jìn)展。

有性生殖是自然界中最重要的生殖方式。生物體由無性生殖轉(zhuǎn)變成有性生殖的重要標(biāo)志是經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生生殖細(xì)胞。為保證有性生殖的正常進(jìn)行，已經(jīng)接受生殖細(xì)胞命運(yùn)的孢原細(xì)胞需要在特定時(shí)間將細(xì)胞分裂周期從有絲分裂轉(zhuǎn)變成減數(shù)分裂。減數(shù)分裂起始是一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)傳遞過程，在酵母及哺乳動(dòng)物中有著不同的減數(shù)分裂起始機(jī)制，而當(dāng)前研究對植物如何實(shí)現(xiàn)由有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)變的機(jī)制尚不清楚。

唐威華研究組基于對玉米花藥發(fā)育時(shí)期的精細(xì)分析，采用激光顯微切割技術(shù)和芯片雜交，分別獲得處于有絲分裂的孢原細(xì)胞，處于減數(shù)分裂間期的生長期花粉母細(xì)胞(enlarging PMC)，剛進(jìn)入減數(shù)分裂的花粉母細(xì)胞和相鄰絨氈層細(xì)胞，以及成熟花粉、玉米幼苗和莖部薄壁細(xì)胞的時(shí)期特異性表達(dá)譜。分析轉(zhuǎn)錄因子和泛素連接酶在不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)特征表明，enlarging PMC處于有絲分裂到減數(shù)分裂的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。結(jié)合蛋白質(zhì)譜分析，研究發(fā)現(xiàn)減數(shù)分裂相關(guān)基因不僅在進(jìn)入減數(shù)分裂時(shí)期前提前轉(zhuǎn)錄，并且提前翻譯產(chǎn)生蛋白。在此基礎(chǔ)上，研究組在有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)換過程中特異性表達(dá)基因、富集的代謝通路、轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子等方面，提出了一系列可供檢驗(yàn)的科學(xué)假說，以便于進(jìn)一步了解玉米減數(shù)分裂的起始機(jī)制。

相關(guān)研究成果以Stage-specific gene profiling of germinal cells helps delineate the mitosis/meiosis transition為題，發(fā)表于Plant Physiology。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金委、中科院等的資助。

來源：上海生科院