新麦草种质染色体倍性鉴定及基因组估测

【目的】利用流式细胞仪检测新麦草种质的染色体倍性和基因组大小,为新麦草的种质鉴定及遗传育种研究提供基础数据。【方法】以31份新麦草种质为材料,利用流式细胞仪检测新麦草种质染色体倍性、核DNA含量,通过根尖染色体压片法验证检测结果。同时用已知基因组大小的黑麦草(Lolium perenne L.)和大麦(Hordeum vulgare L.)为对照,采用外标法估测新麦草的基因组大小。【结果】31份新麦草种质中,四倍体材料2份,分别为200803和595289号,占新麦草种质的6.45%;其余29份材料均为二倍体,占新麦草种质的93.55%。二倍体新麦草基因组大小为6.73 Gb,核DNA含量为(13.74±0.483) pg,四倍体新麦草基因组大小为13.62 Gb,核DNA含量为(27.842±0.681) pg。经根尖染色体制片法验证,二倍体新麦草种质体细胞染色体数为2n=2x=14,四倍体新麦草种质染色体数为2n=4x=28。根尖压片法和流式细胞仪法对新麦草种质染色体倍性鉴定结果完全一致。【结论】明确了新麦草种质的染色体倍性及基因组大小。     

地构叶和广东地构叶基因组大小测定

以水稻为外标,采用流式细胞仪测定2种地构叶属植物地构叶和广东地构叶的基因组大小。结果表明：地构叶的基因组大小（2C DNA 含量）平均为（0．81±0．02）pg,广东地构叶的基因组大小（2C DNA 含量）平均为（0．85±0．02）pg。     

应用流式细胞术测定18个中国古老月季基因组大小

以18个中国古老月季为试材,以欧芹作为标准植物,采用2种不同的样本处理方法对其基因组大小进行测定,同时利用染色体计数法补充3个存在争议或尚未见报道的中国古老月季品种的倍性,为其基因组大小的确定提供必需的数据支持。结果表明:1)中国古老月季品种‘屏东月季'为二倍体(2n=2x=14),‘桔囊'和‘牡丹月季'为四倍体(2n=4x=28)。2)2种样本处理方法通过单因素方差分析发现,6个品种间差异显著,12个品种间差异不显著。故2种处理方法均可用于基因组大小的检测,但方法Ⅱ准确度高,受外界影响小,更适宜基因组大小的检测。方法Ⅰ操作简便,可用于大规模的倍性检测。3)18个中国古老月季品种(含二倍体、三倍体、四倍体)的基因组大小在0.62~0.71pg之间,其中二倍体品种2C DNA含量范围为1.34~1.43pg,C值范围为0.67~0.71pg;三倍体2C DNA含量范围为1.96~2.05pg,C值范围为0.65~0.68pg;四倍体2C DNA含量范围为2.49~2.63pg,C值范围为0.62~0.66pg。二倍体基因组最大,三倍体居中,四倍体最小。本研究找到了适宜的流式细胞术样本处理方法,并检测出18个中国古老月季品种的基因组大小,为揭示中国古老月季的起源与进化提供了依据,也为其之后的基因组测序工作奠定了基础。      

基于流式细胞仪对不同品种泡桐倍性 及白花泡桐基因组大小的测定

采用流式细胞仪技术,以白花泡桐、台湾泡桐、楸叶泡桐及鄂川泡桐的幼嫩叶片为材料,用LB01解离液获得细胞核悬浮液,并用碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)荧光染料进行细胞核染色,建立了一套适于不同品种泡桐倍性及白花泡桐基因组大小测定的方法。利用该方法,以不同品种泡桐的已知二倍体为对照,测得不同品种泡桐四倍体植株的相对荧光强度是二倍体的倍数范围均在2±0. 13,符合四倍体细胞核DNA含量的特征;以已知基因组大小的芝麻(Sesamum indicum)和番茄(Solanum lycopersicum)为内标,测得白花泡桐二倍体(B2)的基因组大小为528. 24 Mb,白花泡桐四倍体(B4)的基因组大小为1 019. 94 Mb。     

5种经济鱼类基因组大小的测定

采用流式细胞术,以鸡(Gallus gallus)血细胞DNA含量(2.3pg/2C,C指单倍体)为标准,对5种经济鱼类白甲鱼(Onychostoma sima)、三倍体兴国红鲤(triploid Cyprinus carpio var.singuonensis)、胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)、中华沙鳅(Sinibotia superciliaris)和花鱼骨(Hemibarbus maculatus)的基因组大小(或称C-值)和倍性进行测定。结果表明,5种淡水鱼类的的C-值分别为:白甲鱼(1.18±0.01)pg,三倍体兴国红鲤(1.92±0.07)pg,胭脂鱼(2.62±0.28)pg,中华沙鳅(0.89±0.01)pg,花鱼骨(1.24±0.02)pg,C-值从大到小排列依次为:胭脂鱼兴国红鲤花鱼骨白甲鱼中华沙鳅。在5种经济鱼类中,除了亲缘关系很近的白甲鱼与花鱼骨(同一科)的C-值大小差异不显著外(P0.05),其余的种间(不同科)的C-值大小差异显著。倍性分析结果表明,白甲鱼、花鱼骨和中华沙鳅属于二倍体,兴国红鲤属于三倍体,胭脂鱼属于四倍体。     

芋[Colocasiaesculenta(L.) Schott]的倍性水平及基因组特征解析

采用流式细胞术,对2个芋[Colocasiaesculenta(L.) Schott]品种苏芋1号和香蕉芋的倍性水平和DNA含量进行了测定,2倍基因组DNA含量分别为7.71 pg和5.25 pg,倍性分别为三倍体和二倍体。同时通过HiSeq 2500测序,分别获得240.53 Gb和87.69 Gb数据,芋基因组大小为2.08～2.38 Gb,GC含量为42.57%～42.75%,杂合度为0.52%～2.29%。根据苏芋1号的基因组数据,组装得到基因组序列为2.27 Gb,Contig N50为359 bp;共注释获得24 302个基因,99.43%的基因可注释到6个公共数据库;筛选出928 987个SSR位点。     

2种鉴定黄颡鱼三倍体个体方法的比较

采用流式细胞仪(Becton Dickinson FACs calilbur)测量DNA相对含量和染色体计数2种方法,对随机选出的黄颡鱼鱼苗样本进行三倍体个体的鉴定和筛选.第1种方法是采取黄颡鱼血样,经PI染色,用流式细胞仪测定其倍性,结果14尾中有8尾黄颡鱼的DNA相对含量约是对照样本(二倍体)的1.5倍,证明为三倍体个体.染色体计数采用体内注射PHA短期培养法,经鉴定,相同样本中有8尾是三倍体,此结果验证了用流式细胞仪所测定的结果.通过比较得出.在多倍体育种工作中,尤其是诱导率不高的情况下.采集血样用流式细胞仪测定鱼体倍性是一种准确、迅速的方法,同时能够避免杀死鱼体,可以用来批量筛选多倍体鱼苗.     

秋水仙素诱导四倍体耐热长豇豆的研究

以二倍体豇豆荚天下3号为材料,用不同浓度秋水仙素处理其子叶期茎尖生长点,通过对变异株进行形态学、解剖学、农艺学、细胞学鉴定, 获得同源四倍体（2n=4x=44）。结果表明,02%秋水仙素处理4次的效果最佳,四倍体诱变率达到233%。与二倍体相比,四倍体植株叶片厚度和宽度、气孔大小、保卫细胞内叶绿体数目、花器官大小、花粉粒大小、种子宽度等均表现巨大性,气孔密度和单果荚种子数明显降低;四倍体豇豆荚果横茎、长度、鲜重、干物质含量等农艺学性状明显高于二倍体。用流式细胞仪进行倍性鉴定,二倍体DNA相对含量为250,四倍体为500。根尖染色体鉴定的结果与流式细胞仪鉴定结果一致。     

吉富罗非鱼核DNA含量的测定

以吉富罗非鱼的外周血细胞为样本、小鼠淋巴细胞DNA为标准(7.0 pg/2C),采用流式细胞术结合内标法测定血细胞的核DNA含量。结果显示:吉富罗非鱼的核DNA含量为小鼠淋巴细胞的0.339 2±0.009 0倍,绝对含量为(2.374 5±0.063 0)pg/2C。     

早樱种系基因组大小的研究

早樱种系(Cerasus subhirtella)具有极高的观赏价值,变异丰富,在分类处理上也存在较多的争议。以番茄为内标,用流式细胞仪对番茄和早樱种系相关材料的样品进行了基因组大小的测定。通过比较番茄与早樱不同材料样品峰值的倍数关系,计算出不同早樱样品的基因组大小。经多次试验测得大叶早樱(C.subhirtella)基因组大小为(512.260±16.200)Mb,C值(0.54±0.289)pg,野生早樱(C.subhirtella var.ascendens)基因组大小为(274.360±13.920)Mb,即C值为(0.28±0.014)pg(以1 pg=978 Mb计算)。研究结果支持将野生早樱作为变种处理的分类观点。     

翘嘴鳜和翘嘴红鲌血细胞DNA含量测定

以翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)和翘嘴红鲌(Erythroculter ilishaeformis)的血细胞为材料,以鸡血细胞为DNA标准(2.5 pg/2C),利用流式细胞仪(Beckman Coulter Quanta SC)分别采用内标法和外标法测定其细胞核DNA含量。结果表明,翘嘴鳜和翘嘴红鲌的血细胞DNA含量分别为鸡血细胞的0.69倍和0.87倍,换算成绝对含量分别为1.74 pg/2C和2.18 pg/2C。     

利用流式细胞术鉴定杏及其部分近缘植物的倍性

果树多倍体生长旺盛、果实大且无籽或少籽、产量高、适应性和抗性强，多倍体砧木能够诱导嫁接植株矮化、提高植株对干旱等非生物胁迫的耐受能力。基于多倍体的诸多优点，发掘、培育与利用多倍体种质资源是果树育种的重要内容。利用流式细胞术鉴定植物倍性技术简单、效率高、结果准确。为了鉴定150 份杏、7份李和9份李杏砧木种质资源的倍性，发掘多倍体资源，采集其幼嫩叶片，利用Partec试剂盒制备细胞核悬液及染色，通过流式细胞仪检测DNA相对含量。以二倍体杏品种''巴斗''为外标，其他种质资源DNA相对含量值与其比较，确定各自倍性水平，若与二倍体''巴斗''DNA相对含量比值近似1，为二倍体；比值近似2，为四倍体；比值近似3，为六倍体。结果表明：150份杏均为二倍体；7份李资源中，2份欧洲李和1份黑刺李为六倍体，4份杏李为二倍体；9份李杏砧木资源中二倍体5份，四倍体1份，六倍体3份。     

枣和酸枣基因组大小测定

本研究旨在找出最适合枣和酸枣的流式细胞术流程,进而测定它们的基因组大小。结果显示,在所对比的5 种裂解液中,WPB 最适合枣属植物细胞裂解。以毛果杨为内标,通过比较待测样品和内参G0/ G1 期峰,计算得出6 种枣属植物基因组大小。各枣品种的基因组大小有一定差异,平均基因组大小约为418.56 Mb,其中:‘冬枣爷的基 因组大小为(393.60 ±4.72)Mb,即C-值为(0.40 ±0.01)pg;‘鲁枣2 号爷的基因组大小为(428.00 ±3.61)Mb,即C- 值为(0.44 ±0.00)pg;‘金丝小枣爷的基因组大小为(424.00 ±5.81 )Mb,即C-值为(0.44 ±0.01)pg;‘孔府酥脆枣爷 的基因组大小为(429.60 ±5.03)Mb,即C-值为(0.44 ±0.01)pg;‘无核小枣爷的基因组大小为(413.60 ±7.07)Mb, 即C-值为(0.42 ±0.01 )pg;酸枣的基因组大小为(441.60 ±4.29)Mb,即C-值为(0.45 ±0.01)pg。优化的枣属植 物流式细胞术流程,为枣属植物的倍性鉴定奠定了基础      

口虾蛄染色体核型分析及DNA含量

为了解口虾蛄Oratosquilla oratoria核型组成及DNA含量,以野生口虾蛄为材料,采用秋水仙素内注射法,取其肝胰腺组织经低渗和固定后,获得染色体标本,并对其染色体核型进行了分析,以鸡血细胞DNA为标准,采用流式细胞仪测定口虾蛄不同组织的DNA含量。结果表明:口虾蛄二倍体染色体数目为88,即2n=88,核型组成公式为2n=62m+12sm+14t,染色体总臂数(NF)为162;口虾蛄不同组织的DNA含量有显著性差异(P0.05),各组织DNA含量从大到小依次为肌肉精巢卵巢肝胰腺血液,肌肉组织含量最高,为10.43 pg/2c,血液含量最低,为8.70 pg/2c,各组织DNA含量平均为9.61 pg/2c;以1 pg=978 Mbp计算,首次成功估算了口虾蛄基因组大小约为9398.58 Mbp。本研究结果可为口虾蛄种质资源保护及未来人工养殖研究提供基础资料。     

萱草多倍体诱导及其鉴定

以萱草愈伤组织为试材进行了同源多倍体的诱导和鉴定研究。结果表明,采用浸泡法(用0.100%秋水仙素培养8 h)和混培法(用0.005%秋水仙素培养15 h)均可获得多倍体高诱导率,并成功地获得了四倍体萱草植株;用流式细胞仪进行萱草倍性鉴定,与根尖染色体鉴定结果一致;与二倍体萱草相比,四倍体植株矮小,茎基部较粗壮,叶片较宽,叶边呈不规则卷曲、褶皱,叶片气孔密度小,生长较缓慢,其染色体数(2n=4x=44)为二倍体植株的2倍(2n=2x=22)。结果建立了高效的萱草多倍体诱导体系。     

基于流式细胞术的桫椤基因组大小测定

以买麻藤(Gnetum montanum)为内参,测定5种常用裂解液(Tris·MgCl_2、LB01、WPB、Otto’s、Galbraith’s)对桫椤(Alsophila spinulosa)细胞核的裂解效果,并通过比较桫椤和买麻藤流式细胞仪测定的荧光峰值,计算出桫椤的基因组大小。结果表明:5种裂解液中,WPB为桫椤最佳裂解液;桫椤基因组大小为6 003.25Mb,即2C DNA含量为6.138 pg。     

草棉同源四倍体的诱导与鉴定

[目的]本研究旨在将二倍体草棉加倍成同源四倍体,获得能够结铃并且育性稳定的同源四倍体,这对于棉花的种质创新和下一步远缘杂交遗传育种具有重要意义。[方法]以二倍体草棉(Gossypium herbaceum L.)为材料,采用改良初生分生组织处理法对其进行多倍体诱变,并对获得的草棉突变型进行形态学、细胞遗传学和流式细胞仪倍性鉴定。[结果]形态性状表明:突变型与野生型相比具有较强的生长势,植株矮壮,叶片颜色浓绿,且叶片皱缩、增厚,茎干较野生型粗,统计分析表明突变型与野生型存在显著差异(P0.05)。流式细胞仪测定结果显示:突变型的峰值位于400,而野生型峰值位于200,表明突变型DNA含量为野生型的二倍。细胞学结果表明:野生型染色体数为26,突变型染色体数为52,直观证明突变型为四倍体。气孔统计分析表明:突变型和野生型的叶片下表皮气孔密度、保卫细胞长度也存在显著差异,突变型气孔密度比野生型降低25.29%,突变型保卫细胞比野生型长度增加32.86%。[结论]本研究获得的草棉突变型为同源四倍体,为棉花遗传育种研究和种质创新提供了有价值的材料。     

不同倍性苹果花芽发育过程中花芽核酸含量的变化

本实验以苹果二倍体品种富士(Malus pumila cv.Fuji,2n)、三倍体品种乔纳金(Malus pumila cv.Jonagold,3n)和四倍体品种小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang,4n)为试材,对不同倍性苹果花芽分化过程花芽中核酸的含量进行了比较。结果表明:多倍体与二倍体花芽中DNA、RNA和总核酸含量及DNA/RNA值的动态变化趋势基本相同;同一分化期,多倍体花芽中DNA、RNA和总核酸的含量比二倍体明显增加;但对花芽中RNA/DNA值的研究表明,与二倍体相比,三倍体花芽的RNA/DNA值增高,但增高幅度不大,四倍体花芽的RNA/DNA值却明显降低。     

秋水仙素离体诱导分蘖洋葱茎尖多倍体的研究

以分蘖洋葱品系Z-018的茎尖外植体为材料,通过不同浓度秋水仙素及处理时间对分蘖洋葱茎尖细胞染色体的诱导,以获得倍性变异的分蘖洋葱材料。结果表明:当秋水仙素质量分数为0.01%,处理4 d时,多倍体的诱导率最高,可达42.22%。得到的变异植株与正常二倍体植株相比,表现为生长缓慢,叶片、假茎及根系粗壮,叶片的气孔保卫细胞变大,密度减小。进一步对根尖染色体数目进行鉴定及利用流式细胞仪分析测定DNA含量,在149株变异株中,获得倍性变异株117株,其中四倍体材料81株,占变异总数的54.36%。     

非洲菊大孢子再生植株倍性的快速鉴定方法

以非洲菊大孢子再生植株群体为材料进行倍性鉴定,并以染色体计数法的鉴定结果为依据,研究利用DNA流式细胞仪测定法、气孔保卫细胞叶绿体计数法和形态学特征鉴定非洲菊大孢子再生植株倍性的可靠性。结果表明,非洲菊大孢子再生植株是倍性水平不同的混合群体,倍性分布为单倍体、二倍体和混倍体,但不同基因型各倍性植株所占比例不同;根尖染色体计数法直观、准确,但因非洲菊染色体小且数目较多而导致计数困难;DNA流式细胞仪鉴定法的准确率达95%以上,可用于再生植株群体倍性的快速鉴定;气孔保卫细胞叶绿体计数法的准确性还有待进一步探讨;植株形态鉴定法受培养条件及评定标准的影响较大,准确率偏低。