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减数分裂是真核生物特有的一种细胞分裂方式。同源重组是减数分裂过程中一个非常关键的核心事件,它既促进了同源染色体间遗传物质的交换,又使得同源染色体间得以产生交叉结,从而确保其正确的分离,因此同源重组一直都是减数分裂研究的热点。农作物育种过程中,优良基因等位变异是通过遗传重组整合到同一遗传背景中,完成新品种的选育。通过提高重组频率有助于打破不良基因的遗传累赘,同时提高固定优良等位变异的效率,加速育种进程。对拟南芥的研究发现,AtFANCM基因突变能够显著增加交叉(cros sovers,COs)的数目,但相关研究在粮食作物中还未见报道。我们采用同源克隆的方法,克隆了水稻OsFANCM基因,通过搜寻水稻插入突变体库,鉴定获得两个T-DNA插入突变体Osf ancm-1和Osfancm-2。与野生型相比,Osfancm突变体营养生长和生殖生长均未表现出显著差异。细胞学观察发现在减数分裂过程中,O,sfancm在各个时期均与野生型没有明显不同。同时,对Osfancm突变体进行荧光免疫分析,发现标识减数分裂进程的重要蛋白:γH2AX、OsCOM 1、OsZIP4和OsHEI10的信号均可以正常定位,进一步表明Osfancm突变体减数分裂并没有缺陷。水稻Oshei10突变体同源染色体间交叉结数目减少,后期的染色体不均等分离,最终导致配子败育。而在Osfancm/Oshei10双突变体中,减数分裂中期Ⅰ可以观察到12个二价体整齐排列在赤道板上,同源染色体间的交叉结数目与Oshei10单突相比显著增加,并最终恢复了植株的育性。通过对Osfancm提高重组频率效率的遗传作图分析,发现OsFANCM的突变能够显著提高重组频率。与野生型相比,随机选取三个区段的重组频率分别提高了 1.5、2.6和1.7倍。Osfancm突变体中,第一类交叉结指示蛋白OsHEI10的数目与野生型相比没有增加。O sfancm/Oshei10/Osmus81三突变体中,减数分裂中期Ⅰ细胞中可以观察到12个二价体排列在赤道板上,但是后期1细胞中有染色体碎片存在,这一结果表明Osfancm提高重组频率依赖于OsMUS81,同时暗示OsFANCM的突变很可能导致第二类交叉结的数目的增加。OsFANCM是粮食作物中第一个被证明其突变可以显著提高重组频率的基因。我们期望通过对OsFANCM基因的遗传操控为改良粮食作物的重组频率提高育种效率提供更好的对策。