生物芯片技术研究进展

生物芯片主要包括基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片等。利用生物芯片技术可以从整个基因组的水平上对基因进行快速分析、筛选。本文主要概述了生物芯片技术的最新研究进展及在各个领域内的应用 ,并对生物芯片技术面临的挑战以及未来的发展方向作了讨论。     

应用基因组原位杂交鉴定蓝粒小麦及其诱变后代

应用基因组原位杂交技术（GISH）对普通小麦（Triticum aestivumL.)和长穗偃麦草[Agropyron elongatum(Host)Beauv,2n=10x=70]杂交后选育出的蓝粒小麦蓝-58及其诱变后代的染色体组成进行了鉴定。结果表明,GISH可方便地检测到小麦遗传背景中的长穗偃麦草染色体或易位的片段。如前人报道,蓝-58（2n=42)是一个具有2条长穗偃麦草4E染色体的异代换系（4E/4D）。LW004可能是一个具有两对相互易位染色体的纯合系,其田间表现磷高效特性,LW43-3-4为41条染色体的蓝单体（40W 1’4E）,种子颜色为浅蓝色,通过此法还检测出一些染色体结构发生很大变异的材料如4E的单端体（40W 1‘4E),种子颜色为浅蓝色,通过此法还检测出一些染色结构发生很大变异的材料如4E的单端体（40W 1‘t4E)以及组型为39W 1‘4E 1‘t4E的个体,此项研究结果更为直观地表明控制蓝粒体状的基因的确在来自长穗偃麦草的染色体上。同时说明有效的突变方法与灵活方便的检测手段的有机结合在染色体工程材料的创制和染色体工程育种中起着至关重要的作用。     

蓝粒小麦易位系的荧光原位杂交鉴定

普通小麦（Triticum aestivum L.)和长穗偃麦草（Agropyron elongatum (Host)Beauv=Elytriga elongatum(Host)Nevski=Thinopyrum ponticum (Host)Barkworth and Dewey,2n=10x=70)杂交后选育出的蓝粒小麦异代换系（蓝５８）,２n=42其中９９０６中被易位蓝粒片段的相对长度约占易位小麦染色体短臂的１／３,而９９０２中被易位蓝粒片段的相对长度约占易位小麦染色体长臂的１／２,并将９９０２的蓝粒易位片段定位在小麦Ｄ组染色体上;（２）９９１５易位附加和９９０４易位－易位附加,其体细胞染色体数均为４４,其中９９１５的体细胞染色体只有一对发生了易位,另外队了两条长穗偃麦草染色体;而９９０４有两对染色体发生了易位,并易位系中控制蓝粒性状的长穗偃麦草染色体片段的定位和蓝粒小麦易位系的应用进行了讨论。     

普通小麦-百萨偃麦草(Thinopyrum bessarabicum)二体异附加系的选育与鉴定

为转移与利用百萨偃麦草耐盐、抗病等优良基因,用普通小麦中国春-百萨偃麦草双倍体与中国春杂交,通过染色体C-分带、分子原位杂交并结合减数分裂中期I的染色体配对分析,从回交后代中选育出一套小麦-百萨偃麦草二体异附加系。对这套异附加系进行的鉴定与分析表明,各附加系除添加了一对百萨偃麦草染色体外,小麦的21对染色体未见明显变化。各附加系所添加的百萨偃麦草染色体在减数分裂中期I配对基本正常,仅有少量单价体,其自交后代中外源染色体亦能正常传递。这说明所培育的这套二体异附加系在细胞学上已相对稳定,暂分别编号为DAJ1、DAJ2、DAJ3、DAJ4、DAJ5、DAJ6和DAJ7。各异附加系中百萨偃麦草染色体在小麦族中的部分同源群归属和百萨偃麦草耐盐抗病基因在染色体上的定位研究正在进行之中。     

小麦类核糖核酸酶基因（WRN1）cDNA在自然衰老和黑暗诱导衰老条件下的表达

从普通小麦(Triticum aestivum L.)中分离了一个类核糖核酸酶(WRN1)基因的cDNA。WRN1的转录受自然衰老和黑暗诱导衰老的负调控。在幼嫩组织中WRN1也有表达。由于在两个保守的位置上组氨酸被替换,WRNl很可能已经失去了核糖核酸酶的活性。Southern分析表明,在普通小麦基因组中,WRN1以一个小基因家族的形式存在。     

利用AABBDDDD八倍体培育小麦-簇毛麦二体附加系的研究

对普通小麦（Triticumaestivum）-节节麦（Aegilopssquarrosa）八倍体（2n=8x=56,AABBDDDD）与硬粒小麦（Triticumdurum）-簇毛麦（Haynaldiavillosa）六倍体（2n=6x＝42,AABBVV）杂交后,将所得七倍体杂种（AABBDDV）进行连续自交,在F4代中利用C-分带鉴定出可能的簇毛麦6V二体附加系95－7和2V二体附加系26－7,其花粉母细胞染色体在减数分裂中期I的配对构型分别为0.14I＋20．42＋1．5和0．10I＋20．07＋1.82;进一步将95－7和26－7的基因组DNA用EcoRI酶切,分别用小麦族第6部分同源群短臂探针Psr113和第2部分同源群长臂探针BCD240进行Southern杂交,结果显示具有簇毛麦的特异杂交带,进一步确证了95－7和26－7分别是普通小麦-簇毛麦6V和2V二体附加系。     

小麦BBC1基因cDNA的克隆与分析

从小麦(Triticum aestivum L．)中克隆了一个BBC1基因的cDNA。分析结果表明,该基因编码一亲水多肽,富含丙氨酸、赖氨酸、精氮酸和谷氦酸。该基因的转录受低温调控。在小麦基因组中,BBC1基因以一个小家族的形式存在。     

利用phlb突变体创造普通小麦—簇毛麦６ＶＳ端二体代换系

用中国春phlb突变体（C.S.phlbphlb)与普通小麦－簇毛麦６Ｖ（６Ａ）异代换系（Ｓub.6V)杂交,再用phlb突变体与Ｆ１回交,在高配对植株中筛选出一个６Ｖ染色体发生变化的植株,编号为ＬＶ０２,用染色体Ｃ－分带和荧光原位杂交技术,对ＬＶ０２株系的后代进一步鉴定,在ＢＣ１Ｆ２中筛选鉴定出１株编号为ＬＶ０２－０１的植株,该株含有４０条普通小麦染色体,１条簇毛麦６Ｖ染色体和１条６Ｖ短臂端着丝粒染色体,在ＬＶ０２－０１的分离后代中用同样技术鉴定出８株普通小麦－族毛麦６ＶＳ端二体代换系。     

THINOPYRUM BESSARABICUM和THINO-PYRUM ELONGATUM的基因组关系研究

对 2个八倍体 C.S- Thinopyrum bessarabicum( AABBDDJJ,2 n=8x=56)和 Goshawk( GHK) - Thinopyrum elongatum( AABBDDEE,2 n=8x=56)的根尖细胞染色体进行 C-分带 ,从中分检出 Th.bessarabicum和 Th.elongatum的各自染色体进行核型分析 ,结果表明 :Th.bessarabicum和 Th.elongatum的大多数染色体都具有端带 ,但 Th.bessarabicum的端带更强 ,很少有中间带 ;而 Th.elongatum的染色体除 E1外其它染色体的端带较弱 ,而且带纹较丰富 ,有较多的中间带。对 C.S- Th.bessarabicum和 GHK- Th.elongatum进行有性杂交 ,其杂交种F1的 PMC染色体在 MI的平均配对构型为 1 5.50 5.0 3 [ 1 4.2 0 ○ 0 .40 0 .2 1 ,其中 Th.bessarabicum和 Th.elongatum染色体平均配对成 2 .5个二价体 ,由 C-分带显示大多数 Th.bessarabicum和 Th.elongatum染色体呈单价体状态。因此推断 ,Th.bessarabicum和 Th.elongatum两物种的染色体应属不同的染色体组