FISH分析栽培高梁×拟高梁、甜高梁×拟高梁的染色体行为

采用荧光原位杂交技术对45SrDNA在栽培高梁×拟高粱、甜高梁×拟高梁F,的有丝分裂和减数分裂染色体进行定位研究。在有丝分裂中期染色体上2个杂种分别检测到2个杂交信号,在减数分裂粗线期、终变期、中期Ⅰ染色体上45SrDNA位于一个二价体上,说明这两个杂种携带45SrDNA的染色体为同源染色体。根据45SrDNA位点随细胞减数分裂过程的位置变化,表明这两个杂种染色体配对行为正常,平均构型为2n=2x=20（10Ⅱ）,证明45SrDNA可作为染色体的一个识别指标间接地观察细胞减数分裂过程染色体的变化行为。     

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。     

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。     

四倍体高粱与约翰逊草间的亲缘关系分析

本研究以四倍体高粱与约翰逊草为材料,利用SSR分子标记和细胞遗传学方法分析了高粱与约翰逊草间的亲缘关系,SSR分析结果表明,高粱与约翰逊草的遗传背景差异较大,SSR差异位点和相似位点在连锁群上的分布具不平衡性;按照差异引物出现频率高低,将连锁群分为两类：高度差异区和低度差异区。细胞学分析结果表明：（1）双亲及杂交种都是不规则的四倍体遗传群体。（2）花粉母细胞减数分裂中期I,双亲及杂交种染色体配对以二价体和四价体为主,杂交种平均每个细胞二价体数为17．00,四倍体高粱为15．23、约翰逊草为15．83,四价体数分别为0．95,2．15和1．60个。但杂交种减数分裂过程中也出现一定数量的单价体,减数分裂会形成一定比例的非整倍配子。SSR检测结果与细胞学分析结果具有一致性,约翰逊草与高粱的染色体组间存在一定程度的同源性。二者杂交不能形成稳定遗传的双二倍体。     

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。     

大麦×小麦杂种愈伤组织及再生植株的细胞学观察

本文研究了Ant-13大麦×中国春小麦未成熟胚诱导的愈伤组织细胞,再生植株体细胞和花粉母细胞染色体的变化情况。发现在这三个不同分化和发育阶段中都存在着混倍体现象。但随着分化和发育过程的进行,混倍体程度越来越小,正常双单倍体细胞的比例越来越大。从再生植株花粉母细胞减数分裂前的有丝分裂开始到整个减数分裂过程中都可以看到染色体行为的异常现象,从而形成败育花粉,造成杂种不孕。花粉败育发生在单核小孢子时期。     

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。     

栽培高粱、甜高粱和拟高粱比较基因组原位杂交分析

用一种植物的总基因组DNA与近缘或远缘物种的染色体杂交,可以研究植物近缘或远缘物种基因组进化关系。以拟高粱总基因组DNA为探针,对栽培高粱、甜高粱基因组进行杂交,结果表明栽培高粱、甜高粱和拟高粱基因组中重复序列存在很大的同源性,基因组进化关系表现出保守性。栽培高粱与拟高粱基因组间重复序列的同源性要比甜高粱与拟高粱间重复序列的同源性高。     

Iris japonica×Iris confusa种间杂种的细胞遗传学研究

对Irisjaponica、I confusa和它们的人工种间杂种花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为、形态学和繁育特征进行了分析 ,结果表明 :(1)I japonica和I confusa的形态差异较小 ,杂种F1形态介于亲本之间 ;(2 )人工杂交比较容易 ,杂种种子能正常发育 ;杂种F1体细胞染色体数为 2n =30 ,减数分裂中期I染色体配对频率很高 ,为 13 9个二价体 ,构型为0 95Ⅰ + 5 95Ⅱ (棒形 ) + 7 95Ⅱ (环形 ) + 0 0 5Ⅲ + 0 2 7Ⅳ ,表明它们有相似的染色体组 ,亲缘关系很近 ;(3)杂种中有少量的三价体和四价体存在 ,可能是亲本染色体间发生了结构重排或是部分同源染色体配对 ;(4)杂种中大多数细胞存在 2个单价体 ,有的高达 8个单价体 ;花粉育性为 5 0 5 1% ,不能正常结实 ,表明I japonica和I confusa间存在生殖隔离 ,是独立的生物学物种 ;(5 )杂种F1减数分裂前期可观察到细胞融合 ,这可能是造成I japonica和I confusa不同居群出现多倍体和非整倍体的重要原因。     

基于Adhl基因分析高粱属的系统进化关系

高粱属中有重要的粮食作物和优良牧草,也有农业生产上的重要杂草.文章旨在进一步从分子水平阐明高粱属种间的系统进化关系,为有效利用种质资源进行分子育种改良作物品质提供理论依据,并明确检疫性杂草的分类地位.根据二色高粱(Sorghum bicolor)的Adhl全基因序列(GenBank登录号:AF050456)设计引物,扩增并测定黑高粱(S.almum),假高粱(S.halepense)、丝克高粱(S.silk)和苏丹草(S.sudanense)共计8个植物材料约2 000 bp的Adhl基因部分序列,结合GenBank中其他24个Sorghum属的同源序列.以Cleistachne sorghoides的对应序列为外群,进行了高粱属的亲缘关系分析,用MP、ML和NJ法分别构建了分子进化树,得到了基本相同的拓扑结构.结果显示:(1)高粱属可明显分为三大支,一支是蒴柄高粱(Chaetosorghum)和异高粱(Heterosorghum)个亚属,一支是优高粱亚属(Eusorghum),这两个分支包含2n=20、40,染色体较小的种类,另一分支包括拟高粱(Parasorghum)和有柄高粱(Stiposorghum)两个亚属,包含2n=10的种类和它们的多倍体近缘种,染色体相对较大;(2)S.almum的Adhl基因表现出明显的地理分化;(3)Parasorghum亚属的S.pur-pureosericeum和多色高粱(S.versicolor)、光高粱(S.nitidum)和S.leiocladum聚在一起,而该亚属中的S.mata-rankense、S.grande、S.timorense却与亚属Stiposorghum的种聚在一起,表现出更近的亲缘关系;(4)S.mac-rospermum和S.laxiflorum之间具有比其他高粱属种更近的亲缘关系.     

一种新的六倍体细胞类型水生薏苡的细胞遗传学鉴定

通过醋酸洋红压片和荧光原位杂交技术(包括基因组原位杂交技术), 确定在我国广西西南部地区广泛分布着的水生薏苡(Coix aquatica Roxb.)属于一种新的六倍体细胞类型。这种水生薏苡与已报道的几种水生薏苡细胞类型的染色体数目均不相同,它的染色体数目是2n = 30,在减数分裂前期Ⅰ和中期Ⅰ的细胞中形成10个二价体和10个单价体。基因组原位杂交结果表明,这种水生薏苡的20条染色体与四倍体的薏苡(C. lacryma-jobi, 2n = 20)的基因组DNA是高度同源的。45S 和5S rDNA分别杂交到这种水生薏苡的两条染色体上,其中各有一条染色体与薏苡中携带45S和5S rDNA杂交信号的染色体具有相同的形状和信号的分布状态。据此推测: 四倍体的薏苡可能是这种新的水生薏苡细胞类型的一个亲本,它的另一个亲本可能是八倍体的水生薏苡(C. aquatica, 2n = 40), 因为这种八倍体的水生薏苡在核型、植株形态及生长环境等方面与新的六倍体细胞类型的水生薏苡相似。     

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。     

纤毛鹅观草同阿拉善鹅观草、大丛鹅观草间杂种细胞学研究

为了探索阿拉善鹅观草RoegneriaalashanicaKeng、大丛鹅观草RoegneriamagnicaespesD .F .Cui与纤毛鹅观草Roegneriaciliaris (Trin .)Nevski间的相互关系 ,将其进行了远缘杂交 ,通过幼胚离体培养 ,两个组合均成功合成了杂种。对亲本及杂种F1 花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为及形态学进行了统计分析。结果表明 ,上述物种的种间杂交较难进行 ,杂种F1 减数分裂染色体平均构型分别为 :R ciliaris×R alashanica 10 6 2Ⅰ 8 17Ⅱ 0 32Ⅲ 0 0 2Ⅳ (c -值 =0 4 4 ) ,R ciliaris×R magnicaespes 18 0 0Ⅰ 4 76Ⅱ 0 16Ⅲ (c -值 =0 2 1) ;杂种穗部特征多数介于双亲之间。阿拉善鹅观草、大丛鹅观草与纤毛鹅观草间至少有一个基因组具有较高的同源性 ,即为S基因组 ,本文对它们在分类中的地位也进行了讨论。     

一种新的六倍体细胞类型水生薏苡的细胞遗传学鉴定

通过醋酸洋红压片和荧光原位杂交技术(包括基因组原位杂交技术),确定在我国广西西南部地区广泛分布着的水生薏苡(Coix aquatica Roxb.)属于一种新的六倍体细胞类型.这种水生薏苡与已报道的几种水生薏苡细胞类型的染色体数目均不相同,它的染色体数目是2n=30,在减数分裂前期Ⅰ和中期Ⅰ的细胞中形成10个二价体和10个单价体.基因组原位杂交结果表明,这种水生薏苡的20条染色体与四倍体的薏苡(C.lacryma-jobi,2n＝20)的基因组DNA是高度同源的.45S和5S rDNA分别杂交到这种水生薏苡的两条染色体上,其中各有一条染色体与薏苡中携带45S和5S rDNA杂交信号的染色体具有相同的形状和信号的分布状态.据此推测:四倍体的薏苡可能是这种新的水生薏苡细胞类型的一个亲本,它的另一个亲本可能是八倍体的水生薏苡(C.aquatica,2n＝40),因为这种八倍体的水生薏苡在核型、植株形态及生长环境等方面与新的六倍体细胞类型的水生薏苡相似.     

45S rDNA基因的不稳定性及其与转录的相关性

45S rDNA基因由串联重复序列构成,是遗传不稳定性的热点区域,易于发生DNA断裂和重组。以Hela和CHO细胞系为研究对象,运用荧光原位杂交技术检测有丝分裂不同时期的45S rDNA基因的不稳定性表型。结果表明,位点特异性的染色体浓缩失败是其在中期染色体上不稳定性的主要表型。具有这种表型的染色体在后期可能会出现落后或粘连现象,甚至有可能引发断裂,形成卫星核。同时,免疫荧光双染色技术检测表明DNA双链断裂的标记蛋白(γH2AX)和RNA聚合酶I的上游结合因子(UBF)在有丝分裂的不同时期都存在共定位现象。该结果为探讨45S rDNA基因的不稳定性与转录的关系提供了直观的细胞学证据。     

小麦×天蓝冰草后代五个中间类型的细胞遗传学研究

研究了小麦×天蓝冰草(Agropyron glaucum)后代五个中间类型的根端细胞染色体数和花粉母细胞染色体构型。每个中间类型的体细胞染色体数皆为28对(2n=56),而减数分裂终变期或中期Ⅰ的花粉母细胞具有28个二价体。大多数花粉母细胞减数分裂过程是正常的。只在少数花粉母细胞中看到后期Ⅰ或末期Ⅰ有落后染色体和断片。作者从观察得出结论,小麦×天蓝冰草后代这五个中间类型都是异源八倍体。对这些异源八倍体的利用作了简短讨论。     

普通小麦与华山新麦草的杂交

华山新麦草是分布在秦岭山脉华山段的1个特有种,经细胞学鉴定为二倍体种(2n=14)。利用普通小麦与之杂交并通过幼胚培养获得了杂种,杂交结实率为0.19%,幼胚培养出苗率为33.3%。杂种表现为双亲的中间型,杂种F_1体细胞染色体数为2n=28,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ每细胞平均0.99个二价体,26.01个单价体。杂种花粉粒败育,以小麦花粉与杂种回交时获得了种子,回交结实率为2.5%。回交一代体细胞染色体数为2n=49,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型多数为2Ⅲ 7Ⅰ。     

加拿大披碱草×野大麦三倍体杂种染色体的分子原位杂交鉴定

加拿大披碱草与野大麦 2个四倍体多年生禾草杂交产生的属间杂种F1为三倍体 (2n =3x =2 1) ,丢失了与亲本染色体基数相同的 7条染色体。为查明该杂种F1的染色体构成 ,应用基因组分子原位杂交方法 ,将父本(♂ )野大麦基因组 (H1H1H2 H2 )DNA用荧光生物素标记作为探针 ,以母本 (♀ )加拿大披碱草基因组 (SSHCHC)DNA作为封组 ,对杂种F1根尖细胞有丝分裂中期的染色体DNA进行原位杂交。结果表明 :三倍体杂种F12 1条染色体中 ,有 14条出现偏黄色荧光信号 ,来自父本 (♂ )野大麦H1H2 基因组有 7条出现橙红色荧光信号 ,来自母本 (♀ )加拿大披碱草S基因组、加拿大披碱草HC 基因组的 7条染色体丢失。