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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1067
-
1079
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1067
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http://mpb.5th.sophiapublisher.com
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拟南芥和玉米雌雄配子发育的相关基因，为阐明植
物生殖发育的分子机理提供了理论依据。水稻是植
物分子遗传的主要模式作物，研究水稻的配子体发
育对阐明植物生殖生物学，了解雌雄配子发育过程
中基因调控的时空特征和对杂交水稻的品种改良
等都具有重要意义。目前，对水稻雌性不育的研究
主要集中在细胞学分析，而遗传学和分子生物学研
究还较少。因此，有必要充分利用水稻中有特点的
遗传突变材料，开展水稻雌性不育的分子生物学和
分子遗传学研究，通过分析不育突变体的基因本
质，克隆基因并研究其表达的时空特性，分离这些
相互作用的蛋白，绘制雌性发育调控网络，为雌性
不育的调控和利用提供理论依据。
植物雌性不育是植物进化过程中的一种特有
表现，其与雄性不育基因或单独作用或共同作用，
使植物育性下降，甚至不结实，这是植物保持生殖
隔离、防止种性退化的一种有效手段。科学家一方
面努力探究植物配子体发生过程中，生殖细胞系、
配子细胞功能化和细胞互作的细胞学分子机理和
分子遗传信号传导机制，提示植物生殖发育过程中
令人叹为观止的惟妙惟肖画卷。另一方面，通过发
掘和研究雌性不育资源，科学家也设想可否利用雌
性不育材料无法自交结实的特点，杂种优势利用
中，将其导入恢复系，使恢复系只提供花粉而不能
自交结实，为杂交种优势利用的机械化生产杂交种
提供可能。这一技术的应用前景十分喜人，一些育
种家正在致力于相关材料的培育，可望在不久的将
来可以进行试验示范。
作者贡献
王曦是本文第一作者，参与论文写作与修改。王建军研
究员是项目的构思者和负责人，参与论文整理与修改。勾晓霞
参与图片搜集工作。全体作者都阅读并同意最终的文本。
致谢
本研究由国家自然科学基金重点项目
(30730064)
、国家转
基因生物新品种培育科技重大专项
(2011ZX08009-
003
-
001)
、浙江省重大专项
(0406
计划
)(2011C12901
-
2)
和浙
江省农科院科研类专项资助。作者感谢导师浙江省农业科
学院作物与核技术利用研究所王建军研究员在本文撰写
过程中的帮助。感谢两位匿名的同行评审人的评审建议和
修改建议。
参考文献
Agashe B., Prasad C.K., and Siddiqi I., 2002, Identification and
analysis of
DYAD
: a gene required for meioticchromosome
organization and female meiotic progression in
Arabidopsis
,
Development, 129: 3935-3943
Akutsu N., Iijima K., Hinata T., and Tauchi H., 2007,
Characterization of the plant homolog of Nijmegen
breakage syndrome 1: Involvement in DNA repair and
recombination, Biochem Biophys Res Commun, 353:
394-398 http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2006.12.030 PMid:
17182003
Alandete-Saez M., Ron M., and McCormick S., 2008,
GEX3
,
expressed in the male gametophyte and in the egg cell of
Arabidopsis thaliana
, is essential for micropylar pollen
tube guidance and plays a role during early embryogenesis,
Molecular Plant, 1: 586-598 http://dx.doi.org/10.1093/mp/
ssn015 PMid:19825564
Armstrong S.J., Caryl A.P., Jones G.H., and Franklin C.H.,
2002, Asy1, a protein required for meiotic chromosome
synapsis, localizes to axisassociated chromatin in
Arabidopsis
and
Brassica
, Journal of Cell Science, 115: 3645-3655
http://dx.doi.org/10.1242/jcs.00048 PMid:12186950
Azumi Y., Liu D., Zhao D., Li W., Wang G., Hu Y., and Ma H.,
2002, Homolog interaction during meiotic prophase I in
Arabidopsis
requires the
SOLO DANCERS
gene encoding a
novel cyclin-like protein, EMBO Journal, 21: 3081-3095
http://dx.doi.org/10.1093/emboj/cdf285 PMid:12065421
PMCid:126045
Bai X.F., Peirson B.N., Dong F.G., Xue C., and Makaroff C.A.,
1999, Isolation and characterization of
SYN1
, a
RAD21
-
like gene essential for meiosis in
Arabidopsis
, The Plant
Cell, 11: 417-430 http://dx.doi.org/10.1105/tpc.11.3.417
http://dx.doi.org/10.2307/3870870 PMid:10072401 PMCid:
144192
Bhatt A.M., Lister C., Page T., Fransz P., Findlay K., Jones
G.H., Dickinson H.G., and Dean C., 1999, The
DIF1
gene
of
Arabidopsis
is required for meiotic chromosome
segregation and belongs to the
REC8/RAD21
cohesin gene
family, The Plant Journal, 19: 463-472 http://dx.doi.org/10.
1046/j.1365-313X.1999.00548.x PMid:10504568
Bleuyard J.Y., and White C.I., 2004, The
Arabidopsis
homologue
of
Xrcc3
plays an essential role in meiosis, EMBO Journal,
23: 439-449 http://dx.doi.org/10.1038/sj.emboj.7600055
PMid:14726957 PMCid:1271761
Boisson-Dernier A., Frietsch S., Kim T.H., Dizon M.B, and
Schroeder J.I., 2008, The Peroxin loss-of-function mutation
abstinence by mutual consent disrupts male-female
gametophyte recognition, Current Biology, 18: 63-68
http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2007.11.067
PMid:18160292 PMCid:2278027
Byzova M.V., Franken J., Aarts M.G., de Almeida-Engler J.,
Engler G., Mariani C., Van Lookeren Campagne M.M.,