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DNA拓扑异构酶Ⅵ(TopⅥ)是最早从古菌中分离的一种Ⅱ型拓扑异构酶，以A2B2异源四聚体的形式起作用，具有典型的Ⅱ型拓扑异构酶活性，即能够在ATP存在的条件下切割DNA产生双链断裂，并使另一DNA双链从该缺口中通过。因TopⅥ与典型的Ⅱ型拓扑异构酶结构不同，故将其归为拓扑异构酶Ⅱ B亚家族。目前TopⅥ是Ⅱ型拓扑异构酶B亚家族的唯一成员。TopⅥ A亚基和真核生物中起始减数分裂同源重组的关键蛋白因子Spo11同源。植物之外的高等真核生物中都只有单拷贝的SPO11基因，无TopⅥ B亚基同源基因。我们从模式植物水稻中分离到3个SPO11/TOPⅥA同源基因和一个TOPⅥB同源基因，分别命名为OsSPO11-1、OsSPO11-2、OsSPO11-3和OsTOPⅥB.OsSpo11-1～3蛋白具有TopⅥA家族的5个保守的功能基元，OsTopⅥB具有TopⅥB家族的.ATPase结构域和负责构象变化的区域，说明它们是TopⅥ家族的成员。酵母双杂交实验表明OsSpo11-3和OsTopⅥB均可自身互作，而在3个OsSpo11s中只有OsSpo11-3可以与OsTopⅥB互作。GST pull-down实验进一步验证了OsSpo11-3和OsTopⅥB之间的互作关系。以体外表达的方式从裂殖酵母中纯化了这4个蛋白，并进行拓扑异构酶活性测定。结果表明，仅OsSpo11-3具有DNA双链切割活性，但不能将双链DNA断裂末端重新连接，OsSpo11-3的这种双链断裂活性不依赖于OsTopⅥB及其它蛋白，这是真核生物中第一个有直接生化证据的Spo11/TopⅥA蛋白。水稻的另外3个拓扑异构酶Ⅵ蛋白均无拓扑异构酶活性。半定量RT-PCR。和mRNA原位杂交实验显示OsSPO11-3和OsTOPⅥB mRNA表达趋势一致，都是在花中表达量最高，在芽中表达量次之，根中更弱，花中主要在母细胞时期和减数分裂时期的小孢子母细胞、绒毡层细胞和维管束细胞中表达，随减数分裂时期的进行表达量逐渐下降。我们用RNA干扰技术研究了OsSP11-3和OsTOPⅥB在水稻生殖发育过程中的功能。RNAi转基因植株与野生型相比花粉活性下降，种子结实率也有不同程度的下降，这种育性下降的表型是由RNAi植株中OsSPO11-3和OsTOPⅥB mRNA的表达下调造成的。进一步的细胞学观察表明，OsSPU11-3和OsTOPⅥB的RNAi株系雄性减数分裂异常。这说明OsSPO11-3和OsTOPⅥB基因在减数分裂过程中起重要作用。