2021年12月20日，植物学国际期刊Plant Physiology在线发表了我院青年教师刘冰博士“Interfered chromosome pairing at high temperature promotes meiotic instability in autotetraploid Arabidopsis”的研究论文，报道了高温抑制植物减数分裂同源重组的分子和遗传机制。

同源四倍体拟南芥在不同温度下的减数分裂染色体行为

该研究中，课题组成员发现人工诱导的同源四倍体拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻以及四倍体油菜中均存在减数分裂中染色体不稳定现象。通过温度调控的染色体行为分析，发现同源四倍体拟南芥减数分裂过程中染色体配对存在异常，并且，随着环境温度的升高，染色体分离和多价体形成的异常频率也随之提高，揭示了高温通过干扰同源染色体配从而影响CO(遗传交换)的分子机制。

减数分裂是植物特殊的细胞分裂方式，在此过程中DNA复制一次，而染色体分离两次，最终形成染色体数目减半的配子。减数分裂对于基因组稳定性、遗传多样性和个体的育性至关重要。

本课题研究证实了同源四倍体拟南芥减数分裂联会复合体的形成比普通二倍体拟南芥对高温更加敏感。并且，高温是通过干扰染色体轴的稳定性从而影响联会复合体基部元件的正常形态。

植物基因组多倍化是植物长期进化的一种重要机制，植物通过增加基因组的可塑性提高植物对环境胁迫的耐受性。然而，加倍的染色体数目对植物减数分裂过程中染色体行为的调控也带来了挑战。在全球日益严重的高温气候环境下，深入解析植物基因组多倍化对植物生殖发育尤其是遗传交换的的影响，对于多倍体育种以及抗高温作物品种的创制具有重要的理论和实践指导意义。

刘冰博士是我校第一批南湖论坛引进的优秀博士，具有良好的科研背景。我院本科生符慧琪和研究生赵嘉怡为该研究的共同第一作者。本研究是刘冰博士今年1月在plant physiology发表论文后的又一标志性成果。在前一研究中发现了超过育性阈值的高温(36℃–38℃)能够通过抑制DNA双链断裂(DSB,double-strand breaks)的形成和联会复合体的组装从而抑制二倍体拟南芥同源重组的发生。刘冰博士的系列成果标志着学院在植物科学研究领取的突破性进展，是学校长期注重人才兴校、注重人才培养质量的又一成果。