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减数分裂是真核生物配子形成过程中发生的一种特殊细胞分裂方式。而同源重组是减数分裂过程中的核心事件,它不仅为物种遗传和进化提供物种基础,而且重组过程中产生的交叉结,是维系配对的同源染色体间存在的物理连结,保证了同源染色体后期I的正确分离。研究表明,同源重组是由染色体上DNA双链断裂(Double strandbreaks,DSBs)直接诱导产生的。 本论文研究中,通过图位克隆方法在水稻中鉴定出一个减数分裂同源重组起始因子,序列比对发现其是拟南芥DSBs形成因子AtPRD1(Putative RecombinationInitiation Defect1)的同源蛋白,命名为OsPRD1。遗传学及细胞学研究均证明OsPRD1是减数分裂DSBs形成的必须因子。osprd1花粉母细胞中同源染色体间不发生配对,中期I呈现24个单价体,检测不到DSBs的形成,并且osprd1可以抑制osrad51c中染色体碎片的产生,表明OsPRD1是水稻减数分裂DSBs形成的必须因子。 免疫荧光检测表明OsPRD1最早以点状信号出现在细线期染色体上,在粗线期则定位在着丝粒上,预示OsPRD1可能在着丝粒处发挥着特定的生物学功能。酵母双杂交实验表明OsPRD1可以与OsPRD2和MIS12相互作用,而OsPRD2又能与NDC80、MIS12及SGO1三个着丝粒功能相关蛋白发生相互作用。表明OsPRD1和OsPRD2可能是减数分裂特异的MIS12复合体组分。并且OsPRD2在着丝粒处的定位依赖于OsPRD1,表明OsPRD1在这一复合体中发挥着关键作用。OsPRD1作为动粒的组分,可能参与了动粒的组装以及微管和动粒的相互作用。