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着丝粒介导法诱导产生拟南芥单倍体正常的二倍体染色体组来自父本和母本各一套，而单倍体植物则只含有父母或是母本的一套染色体。若父母本是杂合子，由于单倍体能够在相对较短的时间内得以纯合，能够在很大程度上缩短植物育种进程1-3。目前得到单倍体的方法主要有两种。第一是通过培养配子体细胞从而获得父系或是母系单倍体4，但是对于一些顽固的树种或是基因型植物来说，这一方法是不可行的2,5。第二，种间杂交是获得单倍体植物的另一个相对有效的方法。由于种间杂交过程中，受精作用后父本或是母本一方的染色体组消失而得到单倍体的后代6-11。染色体组消失的分子机理至今还不清楚，但是有一种假说认为，存在种间差异的亲本着丝粒与有丝分裂纺锤体之间互作的的不均等性导致染色体选择性消失12–14. 这里我们将展示单倍体拟南芥植株能够通过改造一个着丝粒蛋白即着丝粒特异性组蛋白CENH3从种子中轻松地获得。当表达改造后CENH3蛋白的空突变体与野生型亲本杂交时，突变型亲本的染色体消失，结果得到了单倍体后代。这些单倍体植株后通过非减数性减数分裂自发的转化成可育的二倍体，从而保证了它们在基因型上的稳定性。通过交换父母本可以得到父系和母系单倍体，这是一般单倍体育种方法难以实现的。不仅如此，他们通过基因组消除方法利用天然四倍体亲本得到了二倍体的杂交后代。由于CENH3广泛存在于真核细胞中，利用该方法可以得到绝大多数植物的单倍体。以下将介绍是怎样通过改造该着丝粒蛋白轻松获得单倍体拟南芥的。着丝粒位于染色体，连接着纺锤体微管进而调控细胞分裂以保证基因组在上下代之间的稳定。在表观遗传学上以They are epigenetically specified by incorporation of CENH3， (CENP-A in humans; also called HTR12 in A. thaliana15), 其中CENH3是组蛋白H3的一个变体，是被代替了原有的着丝粒核小体的H316。该实验室分离得到了拟南芥胚胎致死空突变 cenh3-1，用改造后的变体代替天然的CENH3，为试验的进行提供了必要的前提条件。将cenh3-1 用绿色荧光蛋白标签标记融合，前文已经提到cenh3-1具有胚胎致死性，该实验室发现这是可以挽救的 (Fig. 1a), The embryo-lethal phenotype of cenh3-1 can also be rescued by GFP–tailswap (Fig. 1a), a transgene in which we replaced the hypervariable amino-terminal tail domain of CENH3 with the tail of conventional H3, using the H3.3 variant (encoded by At1g13370)。GFP–tailswap 植物（通过转基因实现胚胎挽救的的cenh3-1突变体植物）在有丝分裂的过程中表现正常，该实验室并没有观察到非整倍体的体细胞（无数据显示）。但是，GFP–tailswap植物却是不育的，表明，它们在减数分离的过程中出现了异常。GFP–tailswap 植物大多数是雄性不育的（无数据显示）,虽然在花药较多的情况下，它们也可以作为花粉的供体。当GFP–tailswap 植株作为母本与野生型父本杂交时，可育植株的比例只有野生型植物的60–70% 。以野生型作为父本进行杂交，该实验室观察到在其F1后代中出现几种特殊的表现型。第一，80–95%的胚珠在早期发育中流产，得到的是无活力的种子（图1）。第二，可育的后代中原本应该含有两套染色体，分别来自二倍体的父本GFP–tailswap 转基因植株和母本cenh3-1植株。但是该实验室发现，一半以上的植株只含有野生型亲本CENH3的染色体却消失了。尽管这样的后代具有野生型的表现型，却是不育的。进一步发现，以GFP–tailswap植株为母本与隐性quartet变体亲本植株杂交同样得到不育的F1后代，其中60%的植株表现型与父本一致，并没有加入野生型亲本中的显性等位基因。这些特异的现象表明，不育的后代丢失了GFP–tailswap母本的染色体，以致在其体细胞中的染色体条数少于正常的拟南芥二倍体（2n=10）。通过对这些植株进行核型分析发现它们是单倍体，体细胞中只有5条染色体。(Fig. 1b–e).因为着丝粒控制着染色体在上下代之间的遗传，因此，我们有理由相信是进入合子细胞中的CENH3的变体GFP–tailswap植株性细胞中的染色体在分离中发生偏差后消失，结果产生了只含有来自野生型亲本的一套染色体的单倍体植株。为了进一步验证，该实验室以GFP–tailswap植株为母本与不同的父