子科生物報道：減數分裂是真核生物有性生殖過程中非常重要的生物學事件，該過程中染色體復制一次，而細胞連續分裂兩次，產生相對于母體染色體數目減半的配子，保證了物種世代交替過程中染色體數目的穩定。減數分裂起始源于程序化DNA雙鏈斷裂(Double-Strand Breaks, DSBs)的形成。因此，DSB正常產生是確保減數分裂一系列重要事件順利進行的前提。

2020年7月30日，The Plant Cell雜志在線發表中國科學院遺傳與發育生物學研究所程祝寬研究組題為“Oryza sativa RNA-dependent RNA polymerase 6 contributes to DSB formation in rice meiosis”的研究論文，揭示了RDR6誘導減數分裂DNA雙鏈斷裂的形成，確保同源重組的正確進行發揮了重要作用。

RDR6是重要的RNA依賴RNA聚合酶，在小RNA的生物發生過程中發揮著重要的功能。水稻rdr6突變體是一經典的致死突變體，其強等位突變體由于影響胚芽的發育而不能萌發成苗，因而對其在整個生命周期中的功能尚缺乏足夠認識。該研究團隊鑒定到一個新的水稻rdr6突變體，僅在減數分裂過程中表現出異常的染色體行為，因而命名為rdr6-meiosis (rdr6-mei)。

在rdr6-mei突變體中，減數分裂DSB的形成明顯減少，導致一部分同源染色體不能配對和聯會。進一步利用基因編輯技術獲得了該基因的強等位突變體，并將它們的雜合體進行雜交，產生了一個減數分裂表型更加明顯的復等位突變體，其DSB*喪失，同源染色體不能配對，表明RDR6參與了減數分裂特異DSB的形成過程。

小RNA測序以及轉錄組分析發現，在rdr6-mei突變體中小RNA的含量發生改變，導致基因的表達調控出現異常。在457個下調表達基因中，啟動子及3’調控區域上調的24-nt小RNA，很可能影響了這些基因的轉錄。這些下調表達基因中包含三個已知的DSB形成相關基因，分別為SDS、P31comet和CRC1，并且在SDS和P31comet周圍存在顯著上調的24-nt小RNA cluster。推測RDR6可能通過小RNA途徑影響了這些基因的表達，并進一步影響減數分裂特異DSB的形成。

程祝寬研究組博士研究生劉長振，助理研究員沈懿和畢業學生覃寶祥博士為論文的共同第1作者；程祝寬研究員以及南京農業大學吳玉峰教授為通訊作者。本研究得到國家自然科學基金以及中科院A類先導專項的支持。