大麦45S和5S rDNA定位及5S rDNA伸展纤维的FISH分析

用荧光原位杂交技术对45S和5SrDNA在大麦(Hordeum vulgare L．)有丝分裂中期染色体进行了确定分析,较强的45SrDNA信号共有2对,分别分布在大麦的第1染色体的短臂和第2染色体的长臂。而5SrDNA则只有1对杂交信号,位于第3染色体的长臂,但信号较弱。用伸展DNA纤维的荧光原位杂交(Fiber—FISH)技术测定了5SrDNA在大麦的基因组中的拷贝数,计算出5SrDNA的拷贝数约为408～416。对大麦品种中rDNA位点数目的可变性进行了讨论。     

薏苡45S和5S rDNA的染色体定位研究(简报)

通过荧光原位杂交的方法确定了45S和5S正NA序列在薏苡前中期染色体上的位置.尽管具有20条染色体的薏苡是四倍体植物,但它的基因组中只有一个45S和5S rDNA位点.根据薏苡前中期染色体的核型,确定45S rDNA序列位于薏苡第2号染色体短臂上的次级缢痕区和随体上,5S rDNA序列位于第7号染色体长臂靠近着丝粒处,5S rDNA位点到着丝粒的百分距离是29.13±1.76.     

黄褐棉45S rDNA的FISH定位及核型分析

黄褐棉是棉属5个四倍体棉种之一,利用荧光原位杂交技术将45S rDNA定位在黄褐棉2、4、9号染色体,2号染色体上的45S rDNA特别大,信号位于随体并覆盖了染色体的短臂,比二倍体和四倍体棉种的45SrDNA都要大得多;另外的2对信号很小,形状与陆地棉中的弱信号类似。黄褐棉的核型公式为：2n=4x=52=50m（2SAT）＋2sm,属于2B类型,第2对染色体为亚中着丝粒染色体,其余都为中部着丝粒染色体。黄褐棉的核型、随体数、45S rDNA与其他四倍体棉种区别很大,黄褐棉是一个非常特殊的四倍体棉种。     

慈姑45S rDNA和端粒序列检测及核型分析

以45S r DNA和拟南芥型端粒序列为探针对慈姑(Sagittaria trifolia L.)有丝分裂中期染色体进行单色和双色荧光原位杂交分析,并用银染方法检测慈姑45S r DNA位点的表达,最后结合染色体测量数据和45S r DNA杂交信号建立慈姑的核型。结果显示,慈姑的单倍基因组总长度为76.9±1.38μm,最长染色体为11.55±0.10μm,最短染色体为4.54±0.27μm;慈姑的核型公式为:2n=22=2m+2sm+14st+4t,核型不对称性参数CI、A1、A2、As K(%)、AI分别为19.86±11.06、0.72、0.27、78.82、15.29,核型属于Stebbins类型中的3B型。慈姑具有3对45S r DNA位点,分别位于第8、9、10号染色体的短臂末端。拟南芥型端粒序列的杂交信号出现在慈姑每一条染色体的长、短臂末端。银染检测到6个Ag-NOR和6个核仁,表明3对45S r DNA位点在间期核都有表达。本研究结果为药食兼用植物慈姑提供了分子细胞遗传学基础资料。     

45S rDNA和5S rDNA在南瓜、丝瓜和冬瓜染色体上的比较定位

首次利用荧光原位杂交和双色荧光原位杂交技术对45S和5S rDNA在南瓜(Cucurbita moschata Duch)、丝瓜(Luffa cylindrical Roem)、冬瓜(Benincasa hispida Cogn)的有丝分裂中期染色体上进行了物理定位分析。南瓜有5对45S rDNA位点, 2对5S rDNA位点; 丝瓜具有5对45S rDNA位点, 1对5S rDNA位点; 冬瓜具有2对45S rDNA位点, 1对5S rDNA位点, 5S rDNA位点与其中一对45S rDNA位点都位于7号染色体短臂上, 并在物理位置上紧密相邻。45S rDNA在这3种作物染色体上数目变化较大, 但在染色体上都倾向分布在短臂末端, 其分布模式较为一致。5S rDNA在这3种作物染色体上数目相对保守, 但在染色体上分布的位置变化较大。文中讨论了45S rDNA和5S rDNA在植物基因组中不同的进化趋势。     

花生45S rDNA和5S rDNA的染色体定位研究

对四粒红和蜀花四号花生材料进行了核型分析,四粒红为2B核型,核型公式为2n=4x=40=38m＋2sm（4SAT）;蜀花四号为1B核型,核型公式为2n=4x=40=40 m（2SAT）。利用双色荧光原位杂交技术,对45S rDNA和5S rDNA这两个材料有丝分裂中期染色体上的物理位置进行了定位分析。定位结果表明,四粒红有6对45S rDNA位点,位于A2L、A7S、A9L、B3L、B7S、B8L（A和B分别代表基因组A和基因组B,L和S代表长臂和短臂,数字代表染色体序号,下同）;2对5S rDNA位点,位于A3S和B3S;蜀花四号有5对45S rDNA位点,位于A2L、A9L、B3L、B7S、B9L;2对5S rDNA位点,位于A3S和B3S。花生的45S rDNA位点具有可变性,5S rDNA则相对保守。     

栽培荞麦45S和5S rDNA的染色体物理定位研究

采用双色荧光原位杂交技术,对栽培荞麦甜荞和苦荞有丝分裂中期染色体上的45S和5S rDNA基因物理位置进行了定位分析。结果表明,甜荞有4对45S rDNA位点,位于ⅠS、ⅡS、ⅢL、ⅤL(L和S代表长臂和短臂,罗马数字代表染色体序号,下同);2对5S rDNA位点,位于ⅠL、ⅣS。苦荞有5对45S rDNA位点,位于ⅠS、ⅡS、ⅢL、ⅤL、ⅦS;3对5S rDNA位点,位于ⅠL、ⅣS、ⅥS。甜荞与苦荞的45S和5S rDNA位点具有明显的差异,显示其起源上关系较远。依据中期染色体45S和5SrDNA位点信息及经典核型特征,可以准确鉴别甜荞与苦荞8对同源染色体。     

云实的45S rDNA检测和核型分析

该研究对药用植物云实的有丝分裂早中期、中期染色体进行了CPD(PI和DAPI组合)染色和相继的45S rDNA荧光原位杂交分析,并结合染色体测量和CPD带、45S rDNA杂交信号建立了其核型。结果显示:(1)云实的单倍基因组总长度为(30.38±1.58)μm;云实的核型公式为2n=24=14m+10sm (2SAT),染色体相对长度范围为11.22～7.12;核型不对称性参数CI、A1、A2、As K (%)、TF%、AI分别为41.63±6.70、0.27、0.16、58.18、41.82、2.57,核型属于2A类型。(2)云实的二倍体基因组具有9个45S rDNA位点,其中第3、8、9和12号染色体的短臂末端的位点成对存在,第10号染色体仅1个成员的短臂末端具有45S位点,呈现杂合性。该研究首次建立了云实的分子细胞遗传学核型,为该物种的基因组研究提供了基础资料。     

不同倍性柳枝稷45S rDNA的染色体定位研究

以3个四倍体和6个八倍体栽培品种的根尖为材料,利用荧光原位杂交技术,在核型分析的基础上,开展了不同倍性柳枝稷45S rDNA的染色体定位研究。研究结果表明,四倍体柳枝稷核型公式为2n=4x=36=32m(SAT)+4sm,且45S rDNA在四倍体柳枝稷染色体上分布稳定,位于3号染色体顶端。八倍体柳枝稷栽培品种以及同一栽培品种不同个体间45S rDNA信号分布位置和数目差异较大,可大致分为四类:第Ⅰ类为较强的45S rDNA信号分别分布于染色体两臂的顶端;第Ⅱ类为较强的45S rDNA信号位于染色体一臂内部,第Ⅲ类为较强的45S rDNA信号位于染色体一臂的顶端,第Ⅳ类为较弱的45S rDNA位于染色体一臂内部。八倍体柳枝稷不同栽培品种以及同一栽培品种不同个体间45S rDNA信号复杂性的成因可能与染色体同源重组以及染色体结构变异密切相关。     

向日葵rRNA基因克隆及其染色体定位研究

该研究以内葵杂3号三交种为材料,采用同源序列法克隆了5SrRNA和18SrRNA基因并进行了序列测定,测得片段长度分别为515bp和1808bp。以5SrRNA、18SrRNA和45SrRNA基因为探针,分别与内葵杂3号三交种染色体进行荧光原位杂交（FISH）分析。结果表明：45SrRNA和18SrRNA基因均得到3对杂交信号且位点分布相同,分别位于第3对和第10对染色体及第2对随体染色体的短臂末端;5SrRNA基因的信号位点共有2对,分布在第7对和第10对染色体短臂端部。     

普通小麦-簇毛麦6V代换系45S rDNA和5S rDNA位点的FISH分析

采用顺序基因组原位杂交和双色荧光原位杂交技术,对普通小麦-簇毛麦6v代换系K0736的45S rDNA和5S rDNA基因位点进行了分析.结果表明,该代换系2n=42,有1对簇毛麦6V染色体,为6V/6A代换系,45S rDNA位点有8对,位于7对染色体上.5S rDNA位点有6对,分别位于6对染色体上.在1AS、1BS、5DS的端部同时存在458 rDNA和5S rDNA位点,并在物理位置上紧密相邻.同时讨论了rDNA位点的数目和分布位置存在变异的可能因素.     

Physical mapping of the 5S and 45S rDNA in teosintes

The physical locations of the 5S and 45S rDNA sequences were examined in three types of teosinte, Zea mays ssp. mexicana (2n = 20), Zea diploperennis (2n = 20) and Zea perennis (2n = 40) by biotinylated fluorescence in situ hybridization (FISH). The tested materials only showed one hybridization site of 5S rDNA on their genomes, but they were different in the position of the signals. The hybridization site of Zea mays ssp. mexicana was located on the long arm of chromosome 2, indicating that it is the same as the cultivated maize in the position of 5S rDNA, while the sites of Zea diploperennis and Zea perennis were on the short arms of other chromosomes. For 45S rDNA, one hybridization site was detected at secondary constriction region of the satellite chromosomes in Zea mays ssp. mexicana and Zea diploperennis, while in Zea perennis, besides the site located at the secondary constriction region, a second site on the short arm of another chromosome pair was observed. Our results provide additional evidence for Zea mays ssp. mexicana being a subspecies of Zea mays.     

番茄的CPD带型和45S rDNA位点的鉴别

采用CPD（PI和DAPI组合）染色对番茄减数分裂粗线期和有丝分裂中期染色体进行了显带分析,随后用两种不同的45S rDNA克隆在相同的分裂相进行了荧光原位杂交定位分析。CPD染色在8条粗线期染色体上显示出了10条红色的CPD带纹,在6对有丝分裂中期染色体上显示出了12条CPD带纹。有丝分裂中期染色体上的CPD带纹与粗线期染色体上显著的带纹具有对应性。用改良的CPD染色程序清晰而稳定地显示出这些特征性的CPD带纹为番茄的染色体,特别是有丝分裂中期染色体提供了新的识别标记。用番茄的一个45S rDNA克隆进行的荧光原位杂交,不仅在位于2号染色体短臂的随体上显示了强的杂交信号,而且在粗线期染色体的5个CPD带区或有丝分裂中期染色体的4对CPD带区显示了弱的杂交信号。然而,用来自小麦的45S rDNA克隆pTa71进行的原位杂交却只在随体上显示了杂交信号。鉴于所用的两个45S rDNA克隆在序列上的差异,推断在番茄基因组中只有随体含有45S rDNA单位的编码区,即番茄只有一对45S rDNA位点。     

中国17种蔷薇属植物45S和5S的rDNA分布研究

为了探寻蔷薇属植物亲缘关系及系统发育研究的分子细胞遗传学证据,该研究采用双色FISH(荧光原位杂交)技术,对原产中国7个组的17种蔷薇属植物的45S和5S rDNA进行了定位分析。结果表明:(1)多数蔷薇属植物1组染色体对应1个45S rDNA位点和1个或2个5S rDNA位点,偶尔出现1~2个rDNA位点的丢失,但复伞房蔷薇(Rosa brunonii)的1组染色体对应了2个45S rDNA位点。(2)二倍体的蔷薇属植物至少有1对5S rDNA位点与45S rDNA位点共定位,而四倍体材料的5S rDNA位点与45S rDNA位点没有共定位,但所有四倍体材料均至少有1种rDNA信号纯合,表明它们应为二倍体直接加倍产生的同源四倍体。(3)绝大多数材料45S rDNA位于染色体短臂、5S rDNA位于染色体长臂,但缫丝花(R. roxburghii f. roxburghii)有1个5S rDNA信号位于染色体的短臂上,表明它与蔷薇属其他种的亲缘关系较远。(4)阿克苏地区和伊犁地区的疏花蔷薇的核型不同,且45S和5S rDNA的数量和位置不同,分子细胞遗传学证据也支持阿克苏地区的疏花蔷薇应为疏花蔷薇的新变种。(5)该研究中共有8个二倍体和6个四倍体蔷薇属植物的双色FISH为首次报道。研究认为,无论二倍体还是四倍体蔷薇属植物中出现的异形同源染色体、rDNA信号位置在同源染色体上的差异以及rDNA信号的增加和丢失,可能都与染色体结构变异和染色体重组有关,在分子细胞遗传学水平上证明染色体结构变异和染色体重组在蔷薇属植物演化过程中具有重要的作用。     

Chromosomal localization of 45S and 5S rDNA in 14 species and the implications for genome evolution of genus Epimedium

Studying the genome structure of Epimedium has been hindered by the large genomes and uniform karyotypes. Consequently our understanding of the genome organization and evolutionary changes of Epimedium is extremely limited. In the present study, the 45S and 5S rDNA loci of 14 Epimedium species were physically mapped by double-probe FISH for the first time. Results showed the following: (1) Chromosomes I and II of all 14 species examined, except for E. shuichengense, hosted one pair of 45S rDNA sites, respectively. Most of the 45S rDNA sites gave clear signals and were positioned in the distal regions of the short arms. (2) All species studied of section Diphyllon were found to have one pair of 5S rDNA sites localized in the interstitial regions of the long arm of chromosome IV, and the two species of section Epimedium, E. alpinum and E. pubigerum, had two pairs of 5S rDNA sites localized in the interstitial regions of the long arm of chromosomes IV and V, respectively. (3) In section Diphyllon, all species of small flower taxa, except E. shuichengense, had three pairs of 45S rDNA sites, clearly more than species of big flower taxa, except E. davidii, with two pairs of 45S rDNA sites. Based on the 45S and 5S rDNA distribution patterns and other chromosomal morphological characteristics, six pairs of chromosomes can be unambiguously identified in all 14 Epimedium species. The stable differentiation in 45S and 5S rDNA FISH patterns between the two sections suggests that chromosomal rearrangements and transpositional events played a role in the splitting of the two sections, and section Diphyllon may be more primitive than section Epimedium. In the same way, big flower taxa may be more primitive than small flower taxa in section Diphyllon.     

Physical mapping of the 5S ribosomal RNA genes in Arabidopsis thaliana by multi-color fluorescence in situ hybridization with cosmid clones

The 5S ribosomal RNA genes were mapped to mitotic chromosomes of Arabidopsis thaliana by fluorescence in situ hybridization (FISH). In the ecotype Landsberg erecta, hybridization signals appeared on three pairs of chromosomes, two of which were metacentric and the other acrocentric. Hybridization signals on one pair of metacentric chromosomes were much stronger than those on the acrocentric and the other pair of metacentric chromosomes, probably reflecting the number of copies of the genes on the chromosomes. Other ecotypes, Columbia and Wassilewskija, had similar chromosomal distribution of the genes, but the hybridization signals on one pair of metacentric chromosomes were very weak, and detectable only in chromosomes prepared from young flower buds. The chromosomes and arms carrying the 5S rDNA were identified by multi-color FISH with cosmid clones and a centromeric 180 bp repeat as co-probes. The metacentric chromosome 5 and its L arm carries the largest cluster of the genes, and the short arm of acrocentric chromosome 4 carries a small cluster in all three ecotypes. Chromosome 3 had another small cluster of 5S rRNA genes on its L arm. Chromosomes 1 and 2 had no 5S rDNA cluster, but they are morphologically distinguishable; chromosome 1 is metacentric and 2 acrocentric. Using the 5S rDNA as a probe, therefore, all chromosomes of A. thaliana could be identified by FISH. Chromosome 1 is large and metacentric; chromosome 2 is acrocentric carrying 18S-5.8S-25S rDNA clusters on its short arm; chromosome 3 is metacentric carrying a small cluster of 5S rDNA genes on its L arm; chromosome 4 is acrocentric carrying both 18S-5.8S-25S and 5S rDNAs on its short (L) arm; and chromosome 5 is metacentric carrying a large cluster of 5S rDNA on its L arm.     

45S rDNA在小麦及其近缘物种染色体上的分布

将染色体C-分带和原位杂交技术相结合,系统研究了45S rDNA在栽培一粒小麦、野生二粒小麦、普通小麦、大麦、簇毛麦、硬簇麦、六倍体燕麦及鹅观草等物种染色体上的分布情况。这些物种染色体的次缢痕区都有45S rDNA位点, 某些非随体染色体上也有45S rDNA位点分布。以小麦—鹅观草1Rk^#1二体附加系为材料,通过顺序C分带-FISH技术首次将一个45S rDNA定位到1Rk^#1染色体短臂末端。