·常规信息  最近更新:2020年5月9日 20:18:00
基因(座)名称染色体结构维持蛋白;粘连复合体关键成分;粘连蛋白; 姐妹染色单体粘连和分离关键因子
structural maintenance of chromosome protein; component of the meiotic cohesion complex; cohesin; sister chromatid cohesion and segregation
基因符号OsRad21-4; OsREC8
所在染色体5 (已克隆)

OsREC8(AY371049, Zhang et al. 2006; Os05g50410, Shao et al. 2011)...

OsREC8作为一种染色体结构维持蛋白,是大多数模式生物中减数分裂粘连复合体的关键组成部分。

通过敲除水稻基因组中的3个减数分裂控制基因,OsOSD1PAIR1OsREC8,使生殖发育的减数分裂过程转变为有丝分裂过程,且不发生染色体交换,创建了MiMe材料,产生与亲本体细胞基因型一致的双倍体雌雄配子(Mieulet et al. 2016)。以MiMe技术为基础,中美两个科研团队均实现了对杂交稻种子胚的克隆。美国Sundaresan团队在BBM1-ee转基因植株(BBM1调控胚胎发生的起始)中利用这种有丝分裂替代减数分裂技术(MiMe),产生S-Apo植株,发现S-Apo植株可通过种子顺利诱导孤雌生殖。由于不存在减数分裂,S-Apo植株的单倍体具有正常的花药,而其后代依然可以诱导单倍体产生,比率达到26%,后面两代均维持此概率(Khanday et al. 2019)。类似地,来自中国水稻研究所的王克剑团队,在MiMe基础上,再敲除MTL基因(MTL能诱导雄配子基因组降解),获得Fix(Fixation of hybrids)材料,Fix自交形成后代过程中,因减数分裂失败形成双倍体的雌、雄配子,双倍体雌雄配子融合后形成四倍体(145个后代中,136个是四倍体),但同时有一定概率发生雄配子的基因组降解(MTL的作用,145个后代中,9个是双倍体),即融合后的孤雌发育,发生雄配子基因组降解的合子胚与F1亲本在基因型上保持一致,从而实现了对杂种胚的克隆(Wang et al. 2019)

【突变体表型】

突变体osrec8在营养生长期与野生型无异,但花后所有成熟花粉粒都是空瘪的,用野生型花粉授粉后,突变体不能结实,说明雌配子发生也异常。Osrec8减数分裂细胞中同源配对和端粒束形成异常,第一次减数分裂期间,完全不见着丝粒黏连,动粒也双向定位,从而导致姐妹染色单体过早分离(Shao et al. 2011)。

【定位与克隆】

 

【时空表达谱】

 

【亚细胞定位】

从减数分裂间期到中期I定位于染色体(Shao et al. 2011)

【生物学功能】

OsREC8对于水稻减数分裂过程中的染色单体粘连和中期I动粒的单极定位至关重要 ,影响减数分裂细胞中同源配对和端粒束形成。免疫定位分析表明,PAIR2、PAIR3、OsMER3和ZEP1的装载均依赖于OsREC8,但OsREC8的装载并不依赖于这四种蛋白(Shao et al. 2011)。

【相关登录号】
contigs及其产物:AP014961BAS95517
cDNAs及其产物:AY371049AAQ75095, AK102000
参考基因组位点:Os05g0580500(RAP-DB, Gramene←→ LOC_Os05g50410(本地MSU-RGAP←→ LOC4339720(NCBI)
参考基因组产物:XM_015782606XP_015638092, XM_015782607XP_015638093, XM_026025474XP_025881259, XM_026025473XP_025881258
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·ONTOLOGY及相关基因
表型特征雌性不育(TO:0000358), 雄性不育(TO:0000437)
生物进程雄配子发生发育(GO:0055046), 姐妹染色单体粘连(GO:0007062), 姐妹染色单体分离(GO:0000819), 雌配子发生发育(GO:0009561), 联会(GO:0007129), 端粒束形成(GO:0045141)
细胞结构粘连复合体(GO:0008278)
·参考文献
1Imtiyaz Khanday;Debra Skinner;Bing Yang;Raphael Mercier;Venkatesan Sundaresan
  A male-expressed rice embryogenic trigger redirected for asexual propagation through seeds
  Nature, 2019, 565: 91-95
2Chun Wang;Qing Liu;Yi Shen;Yufeng Hua;Junjie Wang;Jianrong Lin;Mingguo Wu;Tingting Sun;Zhukuan Cheng;Raphael Mercier;Kejian Wang
  Clonal seeds from hybrid rice by simultaneous genome engineering of meiosis and fertilization genes
  Nature Biotechnology, 2019, 37: 283-286
3Delphine Mieulet;Sylvie Jolivet;Maud Rivard;Laurence Cromer;Aurore Vernet;Pauline Mayonove;Lucie Pereira;Ga?tan Droc;Brigitte Courtois;Emmanuel Guiderdoni;Raphael Mercier
  Turning rice meiosis into mitosis
  Cell Research, 2016, 26: 1242-1254
4Tian Shao;Ding Tang;Kejian Wang;Mo Wang;Lixiao Che;Baoxiang Qin;Hengxiu Yu;Ming Li;Minghong Gu;Zhukuan Cheng
  OsREC8 Is Essential for Chromatid Cohesion and Metaphase I Monopolar Orientation in Rice Meiosis
  Plant Physiology, 2011, 156(3): 1386-1396
5Liangran Zhang;Jiayi Tao;Shunxin Wang;Kang Chong;Tai Wang
  The Rice OsRad21-4, an Orthologue of Yeast Rec8 Protein, is Required for Efficient Meiosis
  Plant Molecular Biology, 2006, 60(4): 533-554
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