原位杂交技术与细胞遗传图的构建

原位杂交是在分子生物学领域应用极为广泛的实验技术之一,本文对其最新研究进展进行综述.核酸原位杂交可根据其检测物而分为细胞内原位杂交和组织切片内原位杂交;根据其所用探针及所要检测核酸的不同又可分为DNA-DNA、RNA-DNA、RNA-RNA杂交.原位杂交的探针可以是同位素的探针,用放射自显影来检测;也可以是非同位素的探针,通过荧光或酶法予以检测.细胞遗传图综合了来自遗传图和细胞学图两方面的信息,它既能反映基因或DNA标记之间在染色体上的真实距离,又能显示它们与染色体的细胞学结构间确切的位置关系.构建植物细胞遗传图的宗旨是将遗传图上的诸多标记与其在染色体的具体位置联系起来,利用荧光原位杂交(FISH)直接把DNA序列定位到染色体上.     

染色体原位杂交技术及其在麦类作物遗传研究中的应用

介绍了染色体原位杂交技术的原理和探针及其标记检测系统的发展,以及染色体原位杂交技术与其它技术的结合应用情况,并综述了近年来染色体原位杂交技术在麦类作物的外源染色体或染色体片段的检测、基因定位、染色体组同源性的鉴定和染色体组空间分布等研究中应用的进展情况。     

原位杂交技术及其在甘蔗研究中的应用

介绍了植物染色体原位杂交技术的产生、发展过程,以及该技术与其它生物学技术相结合而形成的一些新技术,如:细菌人工染色体荧光原位杂交、DNA纤维荧光原位杂交、基因组原位杂交、原位PCR技术等。综述了这些技术在甘蔗研究中的应用情况。     

植物染色体分子核型技术研究进展

单染色体识别为植物遗传学、生物多样性和进化研究的重要方向,也是大型基因组多倍体植物研究的难题之一。文章综述了单拷贝序列染色体涂染(single-copy sequence based chromosome painting)和寡核苷酸荧光原位杂交(oligonucleotide FISH,Oligo-FISH)技术合成新型探针池的方法,总结其在比较基因组学研究中的应用案例,提出开发近缘物种通用寡核苷酸探针库的研究趋势,并对植物染色体分子核型技术在植物系统发育重建和植物育种中的应用进行了展望。     

染色体原位杂交技术与植物体细胞杂种遗传鉴定

染色体原位杂交技术近年发展较快，已广泛应用于植物遗传育种实践。在植物体细胞杂种遗传鉴定方面，染色体原位杂交技术也日益显示出其优势，可用于倍性变异的来源检测，非对称杂种的非对称程度确认，融合双亲的基因组互作，染色体行为分析，以及融合双亲染色体在体细胞杂种有性过程中的传递等。还探讨了染色体原位杂交技术在柑桔远缘体细胞杂种遗传鉴定中的应用前景。     

麦类作物DNA原位杂交及其在远缘杂种染色体分析中的应用

 应用生物素标记的物种基因组DNA探针和克隆的专化性探针，对六倍体小黑麦双二倍体及其杂种和八倍体小麦簇毛麦双二倍体及其杂种进行了染色体DNA原位杂交。结果表明，应用这两种探针均可以准确地检测出小麦远缘杂种中的异源染色体和染色体片段。先后对二个六倍体小黑麦双二倍体（Badger、M#-2A）、一个八倍体小簇麦双二倍体、三个小黑麦易位系（宁麦8026、Amigo、Apollo）、一个小黑麦代换系（84056）和二个小簇麦附加系（94009-5-4、94009-5-9）进行原位杂交和异源染色体的检测，均获得较好的结果。此外，还讨论了应用生物素标记的探针进行原位杂交可能出现的一些技术问题。     

黑麦端部特异重复序列pSc200在新合成的不同小麦-黑麦双二倍体中的变异

【目的】更好地了解在小麦-黑麦双二倍体形成过程中,黑麦染色体变异的情况。【方法】利用黑麦Kustro及黑麦AR106BONE分别与小麦品种绵阳11杂交,获得两种双二倍体（MKS1及MARS1）。以黑麦亚端部串联重复序列pSc200为探针,采用荧光原位杂交的方法,分析亲本黑麦及相应的双二倍体中黑麦染色体端部染色体结构变化。【结果】检测到pSc200杂交位点在MKS1中减少,而在MARS1中增加。【结论】异源多倍体化过程中,染色体端部结构的变异是伴随多倍体化快速发生的。这可能有利于新合成的异源多倍体快速稳定,使得两个不同的基因组在同一核中协调共存。来自不同组合的小麦－黑麦双二倍体中,黑麦染色体结构发生不同的变异为黑麦在小麦育种中的应用提供了启示。     

荧光原位杂交技术及其研究现状

从荧光原位杂交探针的类型、探针的标记方法、探针和染色体的杂交、染色体显带、荧光显微镜检测等方面介绍了荧光原位杂交技术,并对荧光原位杂交技术目前的发展状况进行了阐述.     

黑麦染色体组中一个新重复序列的发现、定位与应用

 【目的】寻找黑麦基因组中新的重复序列作为特异PCR标记。【方法】以普通小麦中国春、川农18、育成品系R111、绵阳11为对照，以荆州黑麦、秦岭黑麦、非洲黑麦、森林黑麦为材料，用RAPD法筛选到黑麦基因组中的一个高拷贝DNA片段OPD15940，将OPD15940输入到NCBI的BLAST框中进行比对。根据OPD15940设计特异PCR引物D15F和D15R，利用这对引物对小麦族物种进行扩增，验证OPD15940的特异性。进而利用原位杂交技术定位pScD15940在染色体上的位置。【结果】序列比对后发现OPD15940与重复序列Sukkula中近60个53bp的小片段有较高的同源性，但又不同于Sukkula，是一类新的重复序列。通过特异PCR确定仅含黑麦染色质的物种能扩增出OPD15940，因而OPD15940为黑麦所特有。原位杂交结果显示除端部区域外，pScD15940弥散状分布在黑麦整套染色体上。【结论】OPD15940可以作为分子标记检测导入到小麦背景中的黑麦染色体。     

用荧光原位杂交技术检测黑麦染色质

荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization ,FISH）是一种快速、准确、直接检测和定位外源染色质的新技术。本研究荧光原位杂交用毛地黄毒苷-11-dUTP标记黑麦总DNA作探针,以检测小麦中黑麦染色质。结果如下：八倍体小黑麦（2n=8x=56）有丝分裂中期有14条染色体显示黄色,42条染色体显示红色,红色间期核显示有14个黄色亮点,表明这八倍体小黑麦含14条黑麦染色体。八倍体小黑麦中黄色黑麦染色体显C-带和H-带的末端有绿色的带。这是由于黑麦染色体末端结构异染色质含量高所致。黑麦附加系2R的间期细胞核中有1 ～ 2个黄色亮点。这表明2R含有1至2条黑麦染色体。     

原位聚合酶链反应技术的发展和应用

原位聚合酶链反应（ｉｎｓｉｔｕＰＣＲ）是一项高新生物技术,它不仅可以检测在细胞中微量的ＤＮＡ或者ＲＮＡ,而且可以精确定位,因此在分子病理学、分子生物学、分子遗传学和微生物学等领域都有重要的应用价值。本文根据最新的研究资料,介绍了这项技术的基本原理、分类、主要实验步骤和注意事项,并建议在间接原位聚合酶链反应（ｉｎｄｉｒｅｃｔｉｎｓｉｔｕＰＣＲ）中用引物原位标记（ＰＲＩＮＳ）技术代替荧光标记原位杂交（ＦＩＳＨ）检测信号。     

黄瓜倍性材料创制及染色体组成的FISH鉴定

【目的】黄瓜（Cucumis sativus L.）遗传基础狭窄,种质资源多样性较为有限,遗传育种研究相对落后。本试验旨在创制整倍体和非整倍体黄瓜种质材料,建立其准确的染色体组成鉴定方法,为进一步选育黄瓜各种染色体系、目标性状的染色体定位及遗传育种研究奠定基础。【方法】以华北生态型黄瓜‘长春密刺’的高代自交系为材料,0.4％秋水仙素溶液处理萌动种子,诱导染色体数目加倍。为获得同源三倍体材料,以诱导获得的同源四倍体为母本,二倍体为父本进行杂交,授粉35-45 d后采收成熟果实进行胚拯救。采用染色体计数,结合形态学、叶片气孔电镜观察,对诱导株及杂交后代的倍性进行鉴定。利用染色体特异的探针进行荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization,FISH）,通过观察特异探针在染色体上杂交信号的数目、强弱及位置,结合黄瓜的染色体形态参数,对诱导株的染色体组成进行鉴定。【结果】对经秋水仙素处理的‘长春密刺’材料进行有丝分裂中期染色体计数观察,结果显示诱导获得8株四倍体（2n=28）,3株非整倍体（2n=16,19,27）材料。将四倍体与二倍体杂交获得了三倍体材料（2n=21）。经荧光原位杂交分析,根据黄瓜着丝粒探针Type III和核糖体45S rDNA两类信号在染色体上的信号特征可以看出,与二倍体相比,三倍体与四倍体上杂交信号为倍性变化关系,进一步验证创制出的整倍性材料为三倍体与四倍体。不同倍性‘长春密刺’植株的形态学特征存在一定差异,四倍体植株的形态指标与二倍体差异显著;三倍体植株与二倍体在形态学上差异不显著;非整倍体植株与二倍体在形态学上差异也不显著,但其长势较二倍体弱,且花期推迟,雌雄花花期不遇,坐果率明显低于二倍体。经叶片气孔电镜观察,‘长春密刺’二倍体、三倍体与四倍体植株叶片气孔的大小与密度均存在差异,随着倍性提高,气孔的长度和宽度增加,而气孔密度则下降,说明形态学筛选和叶片气孔电镜观察可以作为鉴定黄瓜倍性的辅助方法。以上述两类黄瓜重复序列（Type III和45S rDNA）和染色体特异的单拷贝基因Csa006700为探针,对染色体数目为16的一株非整倍体诱导株进行染色体组成鉴定。重复序列的荧光原位杂交结果显示,额外的两条染色体为1号或2号染色体。进一步利用黄瓜2号染色体端部的基因Csa006700探针检测,发现该基因只在其中一对染色体上有信号,由此明确该材料为附加两条1号染色体的四体材料（2n=14+2）。研究表明秋水仙素不仅可直接诱导出同源多倍体,同时可诱导各种非整倍体植株。【结论】利用秋水仙素处理黄瓜萌动种子,诱导染色体倍性的变化,结合染色体特异探针的荧光原位杂交鉴定,可快速创制并筛选出各种染色体组成的特异新种质。     

燕麦C基因组反转录转座子分离与特异性标记的建立

燕麦属是禾本科中重要的属,其中,栽培燕麦是一种营养价值很高的粮、经、饲、药多用途作物,而野生物种中则含有多种优良农艺性状基因,是遗传改良的重要资源。基因组和染色体特异性的分子标记是分子育种工作的重要工具,以燕麦属不同倍性和基因组物种为材料,利用300条随机引物(random amplified polymorphic DNA,RAPD),从燕麦C基因组中筛选到一条基因组特异性序列OPR51655;比对和原位杂交发现,OPR51655为一Ty1-copia型反转录转座子重复序列,其同源序列分布于除端部和着丝粒外的整个染色体臂上;根据OPR51655建立了燕麦C基因组特异性(sequence-characterized amplified region,SCAR)标记,利用该标记能有效地检测燕麦栽培种和野生种中的C基因组染色质。     

苹果细菌人工染色体双色DNA纤维荧光原位杂交体系的建立及应用

【目的】建立苹果DNA纤维荧光原位杂交（Fiber FISH）技术体系,从而为利用该技术确定苹果基因组DNA序列间的位置关系、构建精细物理图谱等方面的应用奠定基础。【方法】以‘Florina’苹果幼叶为试材,通过液氮研磨,尼龙膜过滤和TritonX-100去除叶绿素等步骤提取细胞核。细胞核经碱裂解,采用盖玻片拉伸方法制备DNA纤维。比较细胞核不同裂解时间和在5种不同包被类型的载玻片上DNA纤维拉伸的效果。用碱裂解方法提取来自苹果‘Florina’自交不亲和S9基因座的4个细菌人工染色体（Bacterium Artificial Chromosome）BAC 34G16、 BAC 45M19、BAC 70J19和BAC 69A4。提取的质粒经PEG纯化,用地高辛或生物素标记探针。探针与DNA纤维制片经过80℃变性、37℃杂交2-3 d和洗片,采用“三明治”方法进行信号放大和检测,在荧光显微镜下观察试验结果。【结果】建立了以苹果幼叶为材料,液氮研磨提取细胞核,碱裂解细胞核和盖玻片拉伸制备DNA纤维的试验方法。提取的细胞核纯净、结构完整,细胞核浓度＞5×103个/μL。试验结果表明,细胞核裂解4 min,在多聚赖氨酸包被的载玻片上制备的DNA纤维平直、伸展均匀,纤维量多、细长,效果好。经原位杂交和信号检测,获得了清晰的、具有Fiber FISH典型特征的“念珠状”杂交信号。对已知大小和位置关系的两个BAC克隆BAC 34G16和BAC 45M19进行杂交信号测量和分析,得出BAC 克隆大小（Y,Kb）与信号长度（X,μm）的相关方程为Y=3.47X（R2=0.9215）,其斜率即为该试验技术体系Fiber FISH的分辨率3.47 kb•μm-1。试验对未知大小和位置关系的两个BAC克隆BAC 70J19和BAC 69A4成功地进行了鉴定,它们大小分别为(112.1±18.4)kb和(133.2±16.3 )kb,之间有（90.2±7.3）kb的重叠区域。【结论】建立了以苹果幼叶提取细胞核,制备DNA纤维和原位杂交的方法,获得了高分辨率的苹果DNA纤维原位杂交试验技术体系。     

荧光原位杂交(FISH)技术在转基因小鼠检测中的应用

制备转基因小鼠特有的DIG标记探针，应用染色体荧光原位杂交（FISH）技术，对转基因小鼠外周血细胞的遗传性状进行分析，检测其合子类型，以挑选纯合子小鼠用于保种。结果杂合型小鼠61％的细胞有一个荧光信号，而纯合型小鼠约24％的细胞有两个荧光信号，48％的细胞有一个荧光信号，野生型小鼠无荧光信号。因此染色体荧光原位杂交技术可作为检测转基因小鼠遗传特性的一种方法。     

甘蓝2号染色体的高分辨率5S rDNA荧光原位杂交

 【目的】羽衣甘蓝5S rDNA 的染色体定位和拷贝数分析,为进一步利用FISH进行2号染色体基因定位和细胞遗传图谱构建奠定基础。【方法】以羽衣甘蓝为材料,采用荧光原位杂交技术将DIG标记的5S rDNA探针定位于不同分辨率的绒毡层细胞中期染色体、粗线期染色体以及伸长DNA纤维上。【结果】在中期染色体和粗线期染色体上,都同时获得3个杂交信号位点（a、b、c）,且位于2号染色体的长臂近着丝粒区域,其信号强度为b＞a＞c;而在伸长DNA纤维上,出现了3种不同长度的念珠状长链（a、b、c）, 其物理大小分别为257、359和134 kb,这3种长链分别与3个信号位点形成一一对应关系。【结论】在羽衣甘蓝2号染色体上存在3个串联重复位点,粗略估算出3个5S rDNA位点的拷贝数分别为510、712和266。     

染色体涂染技术与动物分子细胞遗传学的建立和发展

染色体涂染 （ Ｃｈｒｏｍ ｓｏｍ ｅ ｐａｉｎｔｉｎｇ） 是一项在分子细胞遗传学水平上检测染色体重组和畸变的新技术, 包括染色体涂染 Ｄ Ｎ Ａ 探针制备和荧光标记原位杂交两部分。制备染色体涂染 Ｄ Ｎ Ａ 探针可通过流式细胞分类法, 克隆基因库或体细胞杂交株, 以及染色体显微切割和 Ｐ Ｃ Ｒ 扩增等途径, 现侧重综述近几年国际上用染色体显微切割和 Ｐ Ｃ Ｒ 扩增的方法制备探针进行家畜染色体涂染的实验技术和主要成果。研究结果表明,用该技术进行家畜染色体涂染具有很高的特异性和分辨力, 可用来检测家畜染色体畸变、性别鉴定、显微克隆等, 提高了对家畜染色体 Ｄ Ｎ Ａ 研究和分析的能力, 从而促进了动物分子细胞遗传学这一新的边缘学科的建立和发展。