华中农业大学“海外优青”团队发表Science子刊后又在Nature Plants取得突破，揭示植物驱动染色体快速运动的分子机制

本研究由华中农业大学杨超教授课题组与法国国家农业科学院合作，揭示了植物减数分裂早期染色体快速运动的分子机制。研究发现，植物性母细胞中的PSS1-LINC模块由细胞质中的马达蛋白PSS1和跨核膜的LINC复合体组成，协同调控减数分裂早期染色体的快速运动，促进同源染色体配对、联会和重组。研究通过转录组分析、蛋白定位和突变体分析等方法，鉴定出植物中参与减数分裂调控的KASH组分SINE3，发现SINE3可以与SUN蛋白互作组成LINC复合体，并招募细胞质中的马达蛋白PSS1，形成PSS1-LINC复合体模块。该模块特异定位于减数分裂的细胞核膜上，介导端粒与核膜结合，并通过沿核膜的极化动态定位调控端粒运动和“花束”结构的形成，从而将马达蛋白PSS1沿微管运动产生的机械力传递给端粒，驱动染色体的快速运动与配对识别。研究还发现，PSS1-LINC复合体模块中任一组分缺失都会导致端粒无法正确锚定在核膜上，引起染色体运动异常，破坏同源染色体配对和联会。此外，在sine3和pss1等突变体中，染色体重组的分布也发生了改变，表现为重组多聚集于较短的联会区域，表现出明显的交叉干涉力量减弱，引起单价体的形成，造成染色体分离紊乱和配子败育。这些发现从机制层面揭示了植物减数分裂启动时染色体如何从被束缚状态转变为动态互作，加深了人们对同源染色体配对和重组调控机制的理解，为将减数分裂调节和染色体重组操纵应用于作物种质创新和遗传改良提供了理论基础和潜在靶点。