基于荧光原位杂交的藜属植物核型分析

为精确地识别藜属植物染色体组的核型特征,该文研究了4种来自青海高原的野生藜属植物(灰绿藜、藜、菊叶香藜及杂配藜)和1种从美国引进的栽培藜麦品种PI614932-HX(3)基于染色体荧光原位杂交(rDNA FISH)的核型。利用5S rDNA和45S rDNA对5种藜属植物有丝分裂中期的染色体进行FISH研究。藜属植物的核型分析结果表明:(1)藜属植物中存在二倍体(2n=2x=18)和四倍体(2n=4x=36)两种倍性,藜麦和灰绿藜为四倍体,其余3种为二倍体。(2)藜麦、灰绿藜、藜、菊叶香藜及杂配藜的核型公式分别为2n=4x=36=34m(2AST)+2sm,2n=4x=36=32m(4AST)+4sm,2n=2x=18=16m(4AST)+2sm,2n=2x=18=18m及2n=2x=18=16m+2sm。(3)染色体由大部分的中部着丝粒染色体(m)和少部分近中部着丝粒染色体(sm)组成。(4)核型类型除了菊叶香藜为1B以外,其余均属于2B类型。(5)在藜麦、灰绿藜及藜中具有分布位置不同、数量不等的双随体。5S rDNA、45S rDNA FISH结果表明:(1)藜麦和灰绿藜的染色体上存在2对5S rDNA位点和1对45S rDNA位点,藜、杂配藜的染色体上存在1对5S rDNA位点和1对45S rDNA位点,菊叶香藜的染色体上只存在1对5S rDNA位点。(2)5S rDNA和45S rDNA位点均位于染色体的短臂上。该研究首次获得了藜属植物基于5S rDNA和45S rDNA荧光原位杂交核型,为藜属植物亲缘关系研究和细胞生物学研究提供了分子细胞遗传学依据。     

豆科三属八种植物的核型及rDNA定位研究

对豆科槐属的国槐(SophorajaponicaL.)、五叶槐(S.japonicaL.f.oligophyllaFranch.)、龙爪槐(S.japonicaL.f·pendulaLoud.)、黄金槐(S.xanthanthaC.Y.Ma.)(以上均为四倍体,2n=4x=28)、红花槐(S.rubrifloraTsoong.,2n=3x=21),刺槐属的刺槐(Robiniapseudoa-caciaL.,2n=2x=22)、毛洋槐(R.hispidaL.,2n=2x=30)和紫穗槐属的紫穗槐(AmorphafruticosaL.,2n=2x=40)核型进行了分析,并应用荧光原位杂交技术进行了45SrDNA的染色体定位。槐属4个四倍体种各具4个45SrDNA位点,位于两对染色体的着丝粒周围;红花槐,3个45SrDNA位点位于第5组染色体随体区域。刺槐,4个rDNA位点位于两对随体染色体端部;毛洋槐,8个rDNA位点,4个位于两对染色体的随体及次缢痕,另4个位于两对染色体着丝粒周围。紫穗槐,6个45SrDNA位点,分别位于3对染色体的着丝粒和随体。本文对rDNA作为染色体标记在核型分析中的应用及在基因组中的分布特点进行了讨论。     

不同地域乌拉尔甘草基因组的FISH分析与染色体识别

在核型分析与染色体识别基础上,分别以番茄45S和5S rDNA为探针,对3种不同地域的乌拉尔甘草进行FISH分析.结果表明:内蒙古鄂托克前旗的乌拉尔甘草核型公式为2n=2x=16=6m+10sm (2SAT),新疆阿勒泰地区的乌拉尔甘草核型公式为2n=2x=16=4m+12sm(2SAT),内蒙古喀喇沁旗乌拉尔甘草核型公式为2n=2x=16=4m+12sm(2SAT);其第8染色体均带有随体.3种乌拉尔甘草基因组内均有1对5S rDNA和1对45S rDNA杂交位点.核型分析显示,5S rDNA杂交位点均位于第2染色体的短臂部位,45S rDNA杂交位点均位于第8染色体的次缢痕和随体部位.45S与5S rDNA在3种乌拉尔甘草中期分裂相上的位点数和分布情况高度一致,表明来自3种不同地域的乌拉尔甘草在染色体结构水平上没有较大的分化.     

眼斑拟石首鱼重复DNA序列的染色体定位

针对眼斑拟石首鱼Sciaenops ocellatus染色体标记匮乏的问题, 利用荧光原位杂交(FISH)定位了眼斑拟石首鱼的18S rDNA、5S rDNA和端粒序列。结果显示, 眼斑拟石首鱼的核型公式为2n=48t; 仅有1对18S rDNA位点, 位于第1对染色体的次缢痕部位; 有2对5S rDNA位点, FISH信号强度不等, 强信号位于第8对染色体的近着丝粒端, 弱信号位于第3对染色体的臂间。端粒FISH信号出现于所有染色体的两端, 但表现出染色体两端信号不平衡的特点, 着丝粒端FISH信号明显强于远端信号。这一特点为判定染色体的方向提供了便利。结合其他石首鱼的核型数据可以推断, 2n=48t的核型及单对近着丝粒分布的18S rDNA位点是石首鱼的共同祖征; 在石首鱼进化过程中, 曾发生活跃但不影响宏观核型的小规模重排。研究结果丰富了眼斑拟石首鱼染色体的辨识标记, 并为研究石首鱼染色体进化提供了基础数据。     

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。     

金鱼草自交不亲和位点位于着丝粒的周边区

在蔷薇科、茄科和玄参科配子体自交不亲和中,编码花柱的S RNase控制花柱的自交不亲和性.在前两科植物中,自交不亲和(S)位点定位于着丝粒的附近,但在玄参科植物金鱼草(Antirrhinum)中自交不亲和位点至今未知.为了确定它在染色体上的位置和基因组结构,以基因型S2S5金鱼草根尖为材料,进行染色体的制备观察,利用地高辛标记的S2 RNase和含有其全长的BAC克隆(S2 BAC)为探针进行荧光染色体原位杂交(FISH),发现S2RNase杂交信号位于染色体的着丝粒附近,而S2 BAC的杂交信号位于每条染色体的着丝粒的周边区,呈对称的4个,表明金鱼草S位点位于着丝粒的周边区.对S2BAC预测基因的分析表明,发现一个金鱼草新的反转座子(RIS1).结果显示,金鱼草S位点位于染色体着丝粒的周边区,富含转座子和反转座子,和其他两类配子体自交不亲和的位置类似,预示它们的共同起源和具有抑制重组的功能.     

金鱼草自交不亲和位点位于着丝粒的周边区

在蔷薇科,茄科和玄参科配子体自交不亲和中,编码花柱的SRNase控制花柱的自交不亲和性,在前两科植物中,自交不亲和（S）位点定位于着丝粒的附近,但在玄参科植物金鱼草（Antirrhinum)中自交不亲和位点至今未知,为了确定它在染色体上的位置和基因组结构,以基因型S2S5金鱼草根尖为材料,进行染色体的制备观察,利用地高辛标记的S2RNase和含有其全长的BAC克隆（S2BAC）为探针进行荧光染色体原位杂交（FISH）,发现S2RNase杂交信号位于染色体的着丝粒附近,而S2BAC的杂交信号位于每条染色体的着丝粒的周边区,呈对称的4个,表明金鱼草S位点位于着丝粒的周边区,对S2BAC预测基因的分析表明,发现一个金鱼草新的反转座子（RIS1）。结果显示,金鱼草S位点位于染色体着丝粒的周边区,富含转座子和反转座子,和其他两类配子体自交不亲和的位置类似,预示它们的共同起源和具有抑制重组的功能。     

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。     

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。     

甘薯栽培种及其近缘野生种的DAPI核型及rDNA FISH分析

利用DAPI显带和rDNA-FISH技术对栽培种甘薯(‘徐薯18’)(Ipomoea batatas cv.Xushu No.18)及2种不同产地近缘野生种(Ipomoea hederacea Jacq.)进行了细胞遗传学研究。DAPI核型分析表明,‘徐薯18’核型公式为2n=6x=90=72m+18sm(18SAT),随体位于第1、3、6染色体上;美国近缘野生种核型公式为2n=2x=30=30m(4SAT),香港近缘野生种核型公式为2n=2x=30=20m+10sm(4SAT),随体均位于第6、12染色体上。rD-NA-FISH结果显示,栽培种甘薯基因组中含有3对5SrDNA位点,分别位于着丝粒区、亚着丝粒区和染色体端部;美国近缘野生种基因组中含有2对5SrDNA位点,香港近缘野生种基因组中含有1对5SrDNA位点,均位于随体部位;两种不同地域来源的近缘野生种基因组中均含有2对45SrDNA位点,分别位于第6和第12染色体上。     

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.     

3种香薷属植物染色体数目与核型分析

参照植物根尖细胞学研究的方法标准,对香薷属3种(5个居群)植物进行核形态学分析。结果表明:(1)从染色体数目看,密花香薷2居群染色体数目2n=16;野苏子2居群染色体数目2n=20,染色体数目和倍性与前人报道的一致;毛穗香薷染色体数目2n=10为首次报道。(2)聚类分析结果显示,3种(5居群)植物中野苏子和密花香薷亲缘关系较近;结合现有报道数据分析表明,该属植物仅有2种倍性(二倍体和四倍体),且二倍体占主导地位。(3)核型参数分析表明:密花香薷的稻城无名山居群1核型公式为2n=2x=16=14m+2sm,居群2为2n=2x=16=16m,着丝粒指数(CI)分别为39.57和42.32,不对称系数AI值分别为2.75和2.87,核型不对称性都为1A型;毛穗香薷的核型公式为2n=2x=10=10m,着丝粒指数(CI)为41.76,不对称系数AI值为5.25,核型不对称性为1B型;野苏子的昆明西山居群核型公式为2n=2x=20=14m+6sm,聂拉木樟木沟居群为2n=2x=20=16m+4sm,着丝粒指数(CI)分别为38.49和40.97,不对称系数AI值为4.20和4.30,核型不对称性为1B型和2B型。     

转基因水稻中外源基因的荧光原位杂交(FISH)分析

利用荧光原位杂交(FISH),在供试8个转基因水稻株系的染色体上检出了转入的外源基因barnase-ps1片段.其中两株系各检出了两个不同的信号位点,而其他株系均只检出一个信号位点.所有染色体着丝粒区都没有杂交信号.结合Southern杂交及表达分析发现,大多数株系中,整合在染色体端部区的barnase基因表现为高水平表达,而靠近着丝粒区的则表现为低水平表达,表明表达水平与转基因整合位置可能存在一定程度的相关性.表达水平与拷贝数无明显相关.本文还利用多色荧光原位杂交(Multi-color FISH)技术,进行了barnaseps1片段与报道基因pHctinG的共杂交,多数情况下,barnase-ps1片段与报道基因整合在染色体的同一位置.     

福建大头蛙五个地理居群核型多样性

采用骨髓细胞蒸汽固定法制备染色体标本,研究了产于安徽、浙江、江西、福建和湖南5个地理居群福建大头蛙的核型。结果表明：5居群样本的细胞染色体数均为2n=22,NF=44,核型模式为7＋4。福建居群11对染色体全为中部着丝粒染色体;其它4个居群中的NO．3为亚中部着丝粒染色体,其余为中部着丝粒染色体;各居群中NO．3和NO．7的相对长度和臂比值存在显著或极显著差异。显示不同地理居群福建大头蛙的核型具有丰富的多样性。     

黑麂和费氏麂四种卫星DNA的克隆特征和染色体定位

近年来,分子细胞遗传学研究已基本证实了染色体的串联融合(端粒-着丝粒融合)是麂属动物核型演化的主要重排方式。尽管染色体串联融合的分子机制还不清楚,但通过染色体的非同源重组,着丝粒区域的卫星DNA被认为可能介导了染色体的融合。以前的研究发现在赤麂和小麂染色体的大部分假定的串联融合位点处存在着非随机分布的卫星DNA。然而在麂属的其他物种中,这些卫星DNA的组成以及在基因组中的分布情况尚未被研究。本研究从黑麂和费氏麂基因组中成功地克隆了4种卫星DNA(BMC5、BM700、BM1.1k和FM700),并分析了这些卫星克隆的特征以及在小麂、黑麂、贡山麂和费氏麂染色体上的定位情况。结果表明,卫星I和IIDNA(BMC5,BM700和FM700)的信号除了分布在这些麂属动物染色体的着丝粒区域外,也间隔地分布在这些物种的染色体臂上。其研究结果为黑麂、费氏麂和贡山麂的染色体核型也是从一个2n=70的共同祖先核型通过一系列的串联融合进化而来的假说提供了直接的证据。     

小鼠的克隆着丝粒(SFA)DNA的鉴定

着丝粒是真核染色体上的重要细胞器,是真核染色体作为基因载体行使其遗传功能的关键结构.着丝粒DNA首先是从酵母中分离克隆并被用以构建酵母人工染色体.鉴于真核有丝分裂机制研究和构建高等动物人工染色体研究的需要,从分离和检定过的小鼠着丝粒DNA库中筛选出了6#着丝粒DNA(SFADNA),并用荧光原位杂交法(FISH)对其进行了在染色体上的定位检定.用缺口平移法和PCR法分别标记了SFA DNA和SFA DNA中的小鼠寡份卫星DNA作为探针,分别与小鼠腹水癌细胞和小鼠L929细胞进行原位杂交;并用荧光抗体显示杂交信号的位置.结果,SFA DNA在两种细胞的中期染色体上的杂交信号都位于亚末端的初级缢痕处,表现为单一粗大的斑块.寡份卫星DNA在两种细胞的中期染色体上的杂交信号亦都位于亚末端的初级缢痕处,但极大多数的斑点均表现为成对的细小斑点.初级缢痕正是染色体着丝粒所在的特征性部位.故以上结果说明定位于该部位的克隆的6#SFA DNA,和其中的小鼠寡份卫星DNA都来源于小鼠着丝粒DNA.     

流苏树山东不同居群的染色体核型分析

该研究采用常规染色体制片技术,对分布于山东省的流苏树5个自然地理居群的染色体核型进行观察分析,以揭示不同居群的流苏树核型特征、差异及其系统亲缘关系,为进一步探明流苏树的系统进化关系奠定细胞学基础。结果表明:(1)流苏树5个居群的染色体数目稳定,均为2n=2x=46;染色体以小型染色体为主;核型主要有中部着丝粒(m)、亚中部着丝粒(sm)组成,其中中部着丝粒居多,有1B、2B两种类型。(2)5个居群的流苏树核型公式分别为:B居群2n=2x=43m+3sm、T居群2n=2x=46m、S居群2n=2x=45m+sm、WS居群2n=2x=44m+2sm、Z居群2n=2x=45m+sm,这或许与其所处环境有关。(3)5个居群的流苏树核型不对称系数在54.29%~58.00%之间,各居群进化程度相对大小依次为B>S>WS>Z>T。(4)聚类分析结果显示,当遗传距离为1时,T和WS居群、B和S居群分别优先聚为一类,表明二者相互间的亲缘关系相对最近。研究认为,B居群和S居群进化程度较高,T居群相对原始,且T居群(泰山罗汉崖的流苏树居群)保护相对最好。     

紫粒小麦核型及45S rDNA位点分析

[目的]建立紫粒小麦的染色体核型,明确紫粒小麦45S rDNA位点的数量与染色体分布,为育种应用提供细胞遗传学资料。[方法]制备紫粒小麦有丝分裂中期染色体制片,通过染色体核型分析软件进行图像采集、染色体长度测量分析,获得紫粒小麦的核型;以45S rDNA为探针,通过荧光原位杂交技术分析其在紫粒小麦染色体上的数量和分布特点。[结果]紫粒小麦的核型特征为2n=6x=42=34m(2SAT)+8sm(2B),染色体上具有3对位于较长染色体臂的近端部45S rDNA杂交位点。[结论]紫粒小麦为六倍体(2n=6x=42),具有不对称的进化属性2B型;在染色体组上有3对45S rDNA位点分布在3对不同染色体,为深入研究紫粒小麦的系统分类提供了细胞学资料。     

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。     

利用栽培稻C_0t-1 DNA和基因组DNA比较分析宽叶野生稻基因组

利用AA染色体组栽培稻的中高度重复序列C0t-1 DNA和基因组DNA作为探针,通过荧光原位杂交技术对宽叶野生稻(Oryza latifolia)(CCDD染色体组)进行了比较基因组分析。结果显示,在宽叶野生稻染色体上,C0t-1 DNA的杂交信号没有基因组DNA的杂交信号明显;杂交信号主要分布在着丝粒、近着丝粒及端粒区域;随着洗脱严谨度的不同,杂交信号呈现出较高的种特异性。本研究以不同洗脱严谨度下的荧光原位杂交结果为依据,对宽叶野生稻进行的核型分析,可进一步提高稻属染色体识别的准确性。