2021年12月20日,，植物學國際期刊Plant Physiology在線發(fā)表了我院青年教師劉冰博士“Interfered chromosome pairing at high temperature promotes meiotic instability in autotetraploid Arabidopsis”的研究論文,，報道了高溫抑制植物減數(shù)分裂同源重組的分子和遺傳機制,。
同源四倍體擬南芥在不同溫度下的減數(shù)分裂染色體行為
該研究中,，課題組成員發(fā)現(xiàn)人工誘導的同源四倍體擬南芥（Arabidopsis thaliana）,、水稻以及四倍體油菜中均存在減數(shù)分裂中染色體不穩(wěn)定現(xiàn)象,。通過溫度調(diào)控的染色體行為分析,，發(fā)現(xiàn)同源四倍體擬南芥減數(shù)分裂過程中染色體配對存在異常,，并且,，隨著環(huán)境溫度的升高，染色體分離和多價體形成的異常頻率也隨之提高,，揭示了高溫通過干擾同源染色體配從而影響CO(遺傳交換)的分子機制,。
減數(shù)分裂是植物特殊的細胞分裂方式，在此過程中DNA復制一次,，而染色體分離兩次,，最終形成染色體數(shù)目減半的配子。減數(shù)分裂對于基因組穩(wěn)定性,、遺傳多樣性和個體的育性至關(guān)重要,。
本課題研究證實了同源四倍體擬南芥減數(shù)分裂聯(lián)會復合體的形成比普通二倍體擬南芥對高溫更加敏感。并且,，高溫是通過干擾染色體軸的穩(wěn)定性從而影響聯(lián)會復合體基部元件的正常形態(tài),。
植物基因組多倍化是植物長期進化的一種重要機制，植物通過增加基因組的可塑性提高植物對環(huán)境脅迫的耐受性,。然而,，加倍的染色體數(shù)目對植物減數(shù)分裂過程中染色體行為的調(diào)控也帶來了挑戰(zhàn)。在全球日益嚴重的高溫氣候環(huán)境下,，深入解析植物基因組多倍化對植物生殖發(fā)育尤其是遺傳交換的的影響,，對于多倍體育種以及抗高溫作物品種的創(chuàng)制具有重要的理論和實踐指導意義。
劉冰博士是我校第一批南湖論壇引進的優(yōu)秀博士,，具有良好的科研背景,。我院本科生符慧琪和研究生趙嘉怡為該研究的共同第一作者。本研究是劉冰博士今年1月在plant physiology發(fā)表論文后的又一標志性成果,。在前一研究中發(fā)現(xiàn)了超過育性閾值的高溫(36℃–38℃)能夠通過抑制DNA雙鏈斷裂(DSB,double-strand breaks)的形成和聯(lián)會復合體的組裝從而抑制二倍體擬南芥同源重組的發(fā)生,。劉冰博士的系列成果標志著學院在植物科學研究領取的突破性進展，是學校長期注重人才興校、注重人才培養(yǎng)質(zhì)量的又一成果,。
