对微分离的大豆单染色体的克隆及其PCR产物的原位杂交分析

通过玻璃针分离法从大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ Ｌ．）根尖细胞中期分裂相中显微分离出一条染色体,经Ｓａｕ３Ａ人工接头介导的两轮ＰＣＲ后,将其第二轮扩增产物克隆到质粒载体上,构建了单染色体质粒文库,经分析,该微克隆文库包含约２００００个重组子。随机挑选１７８个重组子进行鉴定,证明该文库的插入片室主要介绍于２００－１８００ｂｐ大小８３０ｂｐ;其中,中、高拷贝重复序列占４４％,单、低拷贝序列占５６％。微     

黑麦1R染色体微克隆文库的构建与分析

通过玻璃针分离法 ,从黑麦 (SecalecerealeL .)根尖细胞中期分裂相中显微分离出 2条及 5条 1R染色体。经Sau3A接头介导的PCR(LA_PCR)方法对其进行体外扩增 ,得到了 0 .3～ 2 .5kb之间的DNA片段。以DIG标记的探针进行多次Southern杂交 ,证明显微分离出的染色体的体外扩增产物与黑麦基因组DNA同源 ,并且来自 1R染色体。然后利用 5条 1R染色体的第二轮PCR产物构建质粒文库 ,可得到 2 2 0 0 0 0个重组子。随机挑选 172个重组子进行分析 ,发现插入片段主要介于 30 0～ 180 0bp之间。此外 ,根据基因组点杂交结果推算出该文库包含约 42 %的中、高重复序列和 5 8%的单、低拷贝序列 ,而且文库的冗余度较低。研究构建的黑麦 1R染色体微克隆文库为 1R染色体高密度遗传图谱的建立以及位于其上的重要基因的定位与分离提供了便利。     

小麦6B染色体微切割及其不同片段的DNA文库构建

用Nd:YAG激光微束将处于丝分裂中期的小麦(Triticum aestivum L.)6B染色体微切割为四段,并用微细玻璃针将每个片段分别回收.将分离的染色体片段DNA用Sau3A接头介导的多聚酶链式反应(LA-PCR)分别扩增.Southem杂交证明4个特定区域的DNA确实来自于小麦基因组.用一系列(42对引物)位于6B染色体上的微卫星序列对微切割的染色体片段的PCR产物进行了验证.结果表明,获得的染色体片段的PCR产物来自于小麦6B染色体.将6B染色体4个片段的第二轮PCR产物克隆到pGET-vector中,建立了4个染色体特定区域的基因组文库,命名为R1、R2、R3和R4,分别包含2.1×105、2.74×105和2.93×105个重组子克隆.每个文库均随机挑选150个克隆进行质粒的小量制备和酶切验证.结果显示;插入片段大小在300～1800之间,平均大小为820～870bp,其中43%～48%的克隆为低/单拷贝序列,42%～47%为中/高拷贝序列.本研究为详细分析植物单染色体的不同片段的分子遗传学研究提供了基础.     

小麦6B染色体微切割及其不同片段的DNA文库构建

用Nd∶YAG激光微束将处于有丝分裂中期的小麦(Triticum aestivum L.)6B染色体微切割为四段,并用微细玻璃针将每个片段分别回收。将分离的染色体片段DNA用Sau3A接头介导的多聚酶链式反应(LA-PCR)分别扩增。Southern杂交证明4个特定区域的DNA确实来自于小麦基因组。用一系列(42对引物)位于6B染色体和其他染色体上的微卫星序列对微切割的染色体片段的PCR产物进行了验证。结果表明,获得的染色体片段的PCR产物来自于小麦6B染色体。将6B染色体4个片段的第二轮PCR产物克隆到pGEMT-vector中,建立了4个染色体特定区域的基因组文库,命名为R1、R2、R3和R4,分别包含2.1×10~5、2.74×10~5、2.45×10~5和2.93×10~5个重组子克隆。每个文库均随机挑选150个克隆进行质粒的小量制备和酶切验证。结果显示:插入片段大小在300～1800 bp之间,平均大小为820～870 bp,其中43％～48％的克隆为低/单拷贝序列,42％～47％为中/高拷贝序列。本研究为详细分析植物单染色体的不同片段的分子遗传学研究提供了基础。     

向日葵单染色体显微分离及特异文库的构建

采用玻璃针分离法,通过显微操作系统成功地分离到内葵杂3号三交种和单交种的随体染色体,经两轮LA．PCR扩增得到250～1500bp的DNA片段。用各自的基因组DNA标记成探针,与随体染色体扩增产物进行Southern杂交,显示杂交信号,证明内葵杂3号三交种和单交种随体染色体DNA已被成功扩增。将第2轮PCR产物构建质粒文库,得到三交种和单交种克隆数分别约为2．26×10^5和2．57×10^5。各随机挑取30个重组子进行分析,发现插入片段大小分别为200-700bp和200～500bp,平均插入片段大小分别为535bp和480bp。这是染色体微分离与微克隆技术首次在向日葵上的应用。     

利用微分离黑麦1R染色体的体外扩增产物进行染色体着染研究

首先对显微分离出的黑麦（ＳｅｃａｌｅｃｅｒｅａｌｅＬ．）１Ｒ染色体进行了两轮Ｓａｕ３Ａ连接接头介导的ＰＣＲ扩增（ＬＡ＿ＰＣＲ）。经Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证实这些染色体扩增片段来源于基因组ＤＮＡ之后,再利用１Ｒ染色体的第二轮扩增产物、黑麦基因组ＤＮＡ、ｒＤＮＡ基因为探针,与其根尖细胞中期分裂相进行染色体原位杂交,发现微分离的１Ｒ染色体体外扩增产物中包含大量的非该染色体特异性重复序列,而其信息量却较黑麦总基因组少;当以适量的黑麦基因组ＤＮＡ进行封阻时,微分离染色体的体外扩增产物成功地被重新定位在中期分裂相的一对１Ｒ染色体上,说明微分离１Ｒ染色体的ＰＣＲ扩增产物中的确包含了该染色体特异性的片段。此外,以从１Ｒ染色体微克隆文库中筛选出的一单、低拷贝序列和一高度重复序列分别为探针,染色体原位杂交检测发现,这一高度重复序列可能为端粒相关序列;而单、低拷贝序列却未检测到杂交信号。这些结果从不同侧面反映出染色体着染技术是证实微分离、微切割染色体的真实来源及筛选染色体特异性探针的有利工具。建立了可供参考的植物染色体着染实验体系,为染色体微克隆技术在植物中的进一步应用提供了便利。     

水仙单染色体特异文库的构建

采用玻璃针分离法,通过显微操作系统成功地分离到一个多花水仙(N arcissus tazetta L.,2n=22)品种的中着丝粒单染色体,将分离到的单染色体放入0.2 mL Eppendorf管中,经去蛋白、S au3A酶切,并在染色体DNA片段两端加上S au3A人工接头后,进行两轮PCR扩增,得到0.3~3.0 kb之间的DNA片段.用水仙基因组DNA标记作探针,与扩增产物进行Sou thern杂交,从而证明单染色体DNA确实已被成功地扩增.将第二轮PCR产物构建质粒文库,随机挑取90个重组子进行分析,发现插入片段主要在600~2 500 bp之间.     

簇毛麦端体6VS的显微切割及其专化DNA序列的克隆和分析

从簇毛麦(Haynaldia villosa (L.) Schur.)组合CA9211/RW15(6D/6V异代换系)幼胚培养SC2后代中,用原位杂交方法鉴定出T240-6为6VS端体异代换系. 以此为材料,采用微细玻璃针切割法及"单管反应"技术体系,对6VS进行切割分离及LA (Linker adaptor)-PCR扩增.扩增带在100～3 000 bp 之间,大部分集中在600～1 500 bp.利用32P标记的簇毛麦基因组为探针进行Southern杂交,证实扩增产物来源于簇毛麦.扩增产物纯化后,连接到pGEM-T载体上,构建了6VS DNA质粒文库.对文库的分析表明,文库大约有17 000个白色克隆;插入片段分布在100～1 500 bp,平均600 bp.点杂交结果表明,37%克隆有中度到强烈的杂交信号,证明含有中度或高度重复序列;63%克隆有较弱的信号或没有信号,证明为单/低拷贝序列克隆.从文库中获得8个簇毛麦特异克隆,对其中两个克隆pHVMK22和 pHVMK134进行了RFLP分析和序列分析,并利用该探针对小麦抗白粉病基因Pm21进行了检测.RFLP 结果表明,两个克隆一个为低拷贝序列克隆(pHVMK22),另一个为高度重复序列克隆,均为簇毛麦专化DNA序列.以pHVMK22为探针对抗、感病小麦(Triticum aestivum L.)品系的Southern杂交发现抗病品系有一条2 kb的特征带, 该探针可能作为检测抗病基因Pm21的探针.     

染色体特异DNA文库的构建与鉴定

为构建人类21号染色体特异DNA文库, 以应用于人类遗传疾病的鉴定和研究, 文章采用循环温度梯度法溶解释放微分离的人外周血细胞21号染色体DNA, 将其进行简并寡核苷酸引物PCR(Degenerate oligo nucleotide primer-PCR, DOP-PCR)扩增后, 利用100~500 bp和500~2 000 bp分段回收纯化的两种不同片段大小的DOP-PCR产物构建染色体特异DNA文库, 并分别采用荧光原位杂交(Florescence in situ hybridization, FISH)和斑点杂交对DOP-PCR产物的来源和随机取样的文库克隆进行检测以评估所构建DNA文库的特异性。结果表明: 循环温度梯度法能有效溶解释放微分离的21号染色体DNA; 通过对DOP-PCR产物的分段回收纯化和克隆, 增加了大片段DNA的连接效率; 利用FISH技术和斑点杂交双重鉴定实验证明了文库的特异性, 从而构建了21号染色体特异的DNA文库, 并建立了构建染色体特异DNA文库及检测其特异性的方法, 为21号染色相关遗传疾病的鉴定和研究奠定了基础。     

大豆单染色体的显微分离及体外扩增

采用玻璃针分离法,通过显微操作器成功地分离到大豆（ＧｌｙｃｉｎｅｍａｘＬ．）单染色体。将分离到的两条大豆染色体分别放入两个０．５ｍＬＥｐｐｅｎｄｏｒｆ管中,经Ｓａｕ３Ａ酶切,并在染色体ＤＮＡ片段两端加上Ｓａｕ３Ａ人工接头后,进行两轮ＰＣＲ扩增,得到０．３～３ｋｂ之间的ＤＮＡ片段。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交表明,这些大豆单染色体扩增片段与大豆基因组ＤＮＡ之间有同源性,从而证明两条单染色体ＤＮＡ确实已被成功地扩增了,同时表明两条不同的大豆单染色体扩增产物存在一定的差异。在常规的倒置显微镜下对小型染色体进行了显微分离,为小型单染色体ＤＮＡ的体外扩增及微克隆奠定了基础。     

一串红染色体制片技术优化与计数

以一串红商品种‘展望红’萌发种子根尖、幼苗茎尖生长点以及嫩叶为实验材料,利用常规压片法比较不同材料、不同预处理液及预处理时间对一串红染色体制片的影响,探索实验预处理条件。然后利用去壁低渗法对一串红4个商品种和一串红株型突变体及其野生型进行染色体计数。实验结果显示:以一串红萌发种子的根尖为实验材料,用0.002 mol/L 8-羟基喹啉预处理3~4 h压片所得染色体效果最好;分别观察6个供试品种(系)分散良好、清晰的30个分裂相细胞,86.7%及以上的细胞染色体数目为2n=44。研究表明,一串红株型突变体与野生型及4个商品种在染色体数目上没有差异。     

染色体浓缩素

染色体的形成是细胞周期的重要事件,然而有关染色体构筑动力学的分子机制仍未阐明。近年来对染色体浓缩素的分离与研究,为认识DNA浓缩和染色体构建机制提供了重要的线索,是细胞生物学研究领域的里程碑。现对浓缩素的发现过程,浓缩素在有丝分裂和减数分裂中的作用,浓缩素与黏着素的关系,浓缩素参与基因调节等方面进行综述,为相关领域的研究者提供参考。     

Chromosome segregation

The ability to visualise specific genes and proteins within bacterial cells is revolutionising knowledge of chromosome segregation. The essential elements appear to be the driving force behind DNA replication, which occurs at fixed cellular positions, the condensation of newly replicated DNA by a chromosome condensation machine located at the cell 1/4 and 3/4 positions, and molecular machines that act at midcell to allow chromosome separation after replication and movement of the sister chromosomes away from the division septum prior to cell division. This review attempts to provide a perspective on current views of the bacterial chromosome segregation mechanism and how it relates to other cellular processes.     

人工染色体

着丝粒、端粒和复制起点是保持染色体在有丝分裂时稳定性的重要组分,利用酵母染色体的这些组分,1983年人们首次成功地构建了酵母人工染色体（YAC）.此后,生物学家对于构建以人类为代表的哺乳动物的人工染色体产生了极大的兴趣,并于1997年成功地构建了第一条人类人工染色体（HAC）.人工染色体具有极其重要的理论和实际意义,不仅可以作为研究必需组分的基础,还为基因治疗开辟了一条新的途径.目前,人们正致力于人工染色体的实际应用的研究,并期望在包括绿色植物的更多物种中构建人工染色体,前景十分广阔.     

Chromosome micromanipulation

The relationship of kinetochore orientation and reorientation to orderly chromosome distribution in anaphase has been studied experimentally by micromanipulation of living grasshopper spermatocytes. Bivalents or the X chromosome at prometaphase or metaphase I can be detached from the spindle with a microneedle and moved to any desired location within the cell. Following a pause of variable duration the detached chromosome invariably moved, kinetochores foremost, back to the spindle, reassumed its characteristic metaphase position, and, with one exception, segregated normally at anaphase I. Detachment from the spindle is demonstrated unequivocally (1) by manipulation evidence for the absence of the firm spindle connections seen both before detachment and after reattachment and (2) by a functional criterion: a given kinetochore, oriented to one pole before detachment, often orients to the opposite pole after detachment. The segregation in anaphase was always as expected from the final, post-operation, orientation. Reorientation and prometaphase and anaphase movement after detachment cannot be distinguished from their counterparts in control cells. Kinetochore position after detachment is the primary determinant of the pole to which that kinetochore will orient. Therefore, since the experimenter determines kinetochore position, he can cause any given half-bivalent to segregate to a predetermined pole at anaphase I. Similarly, orientation of both half-bivalents to the same pole can be induced. These mal-oriented bivalents invariably reorient and normal anaphase segregation ensues. Non-disjunction can, however, be produced directly in late anaphase. These experiments are based upon current views of orderly chromosome distribution; their success confirms our understanding of the fundamental orientation process.