'达尔文综述'专栏 | 德国马克斯普朗克植物育种所研究团队发表作物减数分裂研究综述

减数分裂是有性生殖中的一个关键过程。十九世纪三十年代初，在玉米的相关研究工作中，Harriet Creighton（1909–2004）和Barbara McClintock（1902–1992）明确证明了染色体互换和连锁基因的基因重组的关系，这一研究结论为遗传重组提供了一个强有力的证据。减数分裂过程中同源染色体重组促使染色体上的遗传信息重新整合，极大地丰富了物种的遗传多样性，为作物育种奠定了重要的理论基础。

近日，德国马克斯普朗克植物育种研究所Underwood课题组在Journal of Experimental Botany杂志的'达尔文综述'专栏在线发表了题为Meiosis in crops: from genes to genomes的减数分裂综述文章。

在过去的一百多年中，减数分裂的研究在老鼠、酵母等模式生物中已经取得了一系列重要的进展。如今，在植物中拟南芥已成为大多数减数分裂研究者的首选模型，但是，基因编辑技术的出现和基因组测序技术的快速发展为作物物种及其野生近缘种的减数分裂基础研究开辟了更多途径，在作物中越来越多的减数分裂突变体的研究工作被相继报道。虽然减数分裂的基本分子机制比较保守，但是由于不同物种在物理基因组大小、染色体数量、染色体倍性以及减数分裂进程时间上有所差异，导致进化过程中一些减数分裂基因在序列和功能上产生了一定的分化。

减数分裂研究中不同植物模型的特点：基因组大小，染色体数目，倍性和减数分裂时间的差异

该综述主要对以下五个部分进行了详细的探讨：1）减数分裂的进入；2）重组起始（DNA双链断裂的形成和单链入侵）；3）同源染色体联会（联会复合体的形成）；4）基因组上重组分布模式；5）姐妹染色单体的粘连和减数分裂第二次分裂（单倍体配子的产生）。该综述在模式植物拟南芥中减数分裂突变体的基础上，系统地归纳和总结了水稻、玉米、番茄、小麦、油菜和大麦中已经克隆的与减数分裂相关的基因（这是目前为止在作物减数分裂研究中最全面的带有超链接的突变体资源库），并且探讨了不同作物中染色体上的重组分布模式。

拟南芥、水稻、玉米和小麦相关染色体上的重组分布

原文链接：

https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erab217/6278305?rss=1