减数分裂重组交换(Crossover,CO)在配子体的发生和遗传变异的产生上具有重要作用,是物种进化的动力和遗传改良的基础。CO发生的模式在物种间和物种内都有差异,而在性别之间也有差别。然而,在植物中,性别特异的CO发生模式至今还鲜有研究。随着单细胞测序技术的发展,CO模式已经可以在单个配子体中得到,这为在研究单细胞水平研究性别特异的CO模式提供了机会。本研究中,我们构建了首个单细胞水平的植物雌性重组图谱,并与相同背景下的雄性重组图谱进行了比较,分析了在CO频率、分布和干涉上的性别差异。这项研究为理解不同性别中CO发生的分子机制提供了见解,并且说明父本选择可以帮助提高育种效率。主要结果有:1.开发了一个分离玉米单胚囊反足细胞并用于基因组测序的方法。在约1.2倍的测序深度下,可以获取约40%的基因组覆盖度。基于106个单雌配子体中获得的2,033,416个高质量SNPs(Single Nucleotide Polymorphisms),高分辨度的雌性重组图谱被构建出来。相比于雄性(平均每个小孢子19.3次CO,总共962.5 c M),雌性减数分裂产生更少的CO(平均每个胚囊12.4次CO,总共614.8 c M)。这个结果和在拟南芥中的一致,但和人类与小鼠的结果不同,揭示了减数分裂的性别差异是物种特异的。雌雄CO数量都和雄性染色体纵轴长度成正相关,暗示性别特异的CO频率是由SC(Synaptonemal Complex)长度决定的。2.雌雄配子中CO都倾向于发生在近端粒区,而在近着丝粒区被抑制。CO被发现在两个性别中都集中发生于转录起始位点和转录终止位点。在雌性和雄性中分别鉴定到了71和112个CO热区,分别包含了755和1190个CO,暗示雌雄间CO频率的差异和CO热区数量的差异成正相关。3.基于BF(Beam-Film)模型和gamma模型,发现雌性相比于雄性有更强的CO干涉强度和更少的II型CO数量,这个结论也被来自另一个遗传背景的数据所支持。CO成熟不完全(CO Maturation Inefficiency,CMI)仅在特定遗传背景中检测到,暗示玉米中的CMI取决于遗传元件而不是性别,因此玉米可能是解析CMI的一个理想材料。总的来说,基于BF模型,雄性比雌性有更多的指定形成的I型CO和II型CO,这是玉米中性别特异CO频率的原因所在。