有性生殖是真核生物的重要繁殖方式，其核心環節是從有絲分裂向減數分裂的轉變，即減數分裂起始的過程，而減數分裂起始分子機制仍需進一步探究。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員程祝寬研究組已在前期研究中鑑定出兩類功能因子，一類是LEPTO1和MEL2基因的突變導致花粉母細胞發育的嚴重缺陷；另一類是MSP1和MIL2基因的突變導致花葯絨氈層的發育異常。但此兩類基因的突變均不影響減數分裂起始。為了探究花粉母細胞和絨氈層在減數分裂過程中的相互聯絡，研究構建了msp1 lepto1，msp1 mel2和mil2 lepto1三種雙突變體。此三種雙突變體造孢細胞核中染色體的形態均停留在有絲分裂狀態，而無法轉變成減數分裂狀態，表明花粉母細胞和絨氈層共同調控減數分裂的起始過程。以msp1 lepto1為例，能指示性母細胞的特徵基因MEL1表達僅維持在造孢細胞水平，且氧化還原相關基因的表達均顯著下調，推測雙突變體中減數分裂起始缺陷可能是藥室中氧化水平過高導致。研究首次證明決定絨氈層與花粉母細胞發育的兩類基因，協同調控減數分裂起始的過程，為解析植物減數分裂起始分子機制開闢了新的研究方向。
相關研究成果於8月15日線上發表在The Plant Journal上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等專案的資助。
野生型、lepto1、msp1及lepto1 msp1花葯中，絨氈層與花粉母細胞的分化狀態
來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所
