摘要
响应因子(Responseregulators，RRs)是双组分信号转导系统(Two-componentsignaltransductionsystems)的关键组分，在植物生长发育、器官再生和胁迫响应等重要的生命过程中发挥关键作用。减数分裂(Meiosis)是有性生殖的关键环节，对于有性生殖过程中遗传物质的稳定传递发挥了十分重要的作用。在减数分裂过程中，减数分裂特异染色体的形态建成是一极其关键的事件，对于继后同源染色体的配对、联会、重组、分离等核心事件的顺利进行发挥了重要作用。目前，对于响应因子参与减数分裂过程调控的研究还很少见诸报道。 本研究通过图位克隆方法，在水稻中鉴定到一个调控细线期染色体形态建成的基因LEPTOTENE1(LEPTO1)。lepto1突变体花药可以正常发育成规整的五层结构，从外到内依次为表皮层(Epidermis，E)、内皮层(Endothecium，En)、中间层(Middlelayer，ML)、绒毡层(Tapetum，T)和花粉母细胞(Pollenmothercell，PMC)。细胞学观察发现，lepto1突变体的花粉母细胞减数分裂起始正常，但是核内染色体不能凝缩成正常的细线状结构，导致细线期染色体的形态建成失败。其花粉母细胞中检测不到DNA双链断裂(Doublestrandbreak，DSB)的产生和胼胝质(Callose)的积累。并且，OsAM1、OsREC8、PAIR3、ZEP1等减数分裂相关蛋白不能在染色体上正常定位。绒毡层发生异常膨大，且程序性降解(Programmedcelldeath，PCD)发生了很大程度的延迟。胚囊整体透明实验显示lepto1突变体大孢子母细胞(Megasporemothercell，MMC)的减数分裂也存在异常，不能产生功能大孢子(FunctionalMegaspore，FG)，表明LEPTO1同时参与雌雄减数分裂过程的调控。 RT-qPCR和RNA原位杂交检测结果表明LEPTO1在各组织中均有表达，并且在减数分裂早期的花粉母细胞中表达量较高，花药体细胞层中也能检测到较弱的LEPTO1转录本。LEPTO1编码B类响应因子OsRR24，含有保守的DDK和MYB结构域，主要定位在细胞核中。酵母双杂交(Yeasttwohybrid)、双分子荧光互补(Bimolecularfluorescencecomplementation，BiFC)和Pull-down结果显示LEPTO1的DDK结构域与组氨酸磷酸转移酶(Authentichistidinephosphotransferprotein，AHP)家族成员OsAHP1和OsAHP2相互作用。LEPTO1的C端具有转录激活活性且受DDK结构域的抑制，DDK结构域的模拟磷酸化突变可以解除其对LEPTO1转录激活活性的抑制作用。此外，lepto1突变体花药中OsSDS等细胞周期相关基因的表达水平发生了显著下调。综合上述结果，推测LEPTO1的DDK结构域可能受到OsAHP1和OsAHP2的磷酸化修饰，从而解除DDK对LEPTO1全长转录激活活性的抑制，进而激活LEPTO1下游细胞周期蛋白等一系列基因的表达，调控减数分裂细线期染色体的形态建成。
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