普通小麦的染色体组及其DNA重复顺序

DNA 重复顺序为真核生物所特有,高等植物染色体的 DNA 大都含有大量的某些核甘酸的重复顺序。据报导小麦染色体的 DNA60—80%为重复顺序,本文着重讨论普通小麦(Triticum aestivum)各个染色体组(genome)及其重复顺序,从分子水平认识普通小麦的系统发育及其近缘物种的亲缘关系,为小麦的杂交育种特别远缘杂交育种工作提供参考。     

小麦及其近亲基因组中的DNA重复序列研究进展

 以小麦为重点 ,对小麦族植物中 DNA重复序列的划分、特点及其功能进行了概括 ,着重介绍了重复序列在基因组分化、DNA转座及在染色体联会和配对中的作用 ,并用一些实例就重复序列在起源和进化、染色体分子指纹图谱绘制、分子标记辅助选择及染色体操作中的应用作了比较全面的介绍。     

植物特异DNA序列应用研究进展

植物特异DNA序列是指在某些植物属、种、基因组或染色体上单独具有的特异存在的DNA序列。几乎所有的高等生物基因组中都有一些物种或基因组特异(有)的DNA序列。研究这些特定序列,对研究物种间在进化过程中的关系及现有物种间的亲缘关系、特异性状表达等方面有着重要的意义。简述了植物特异DNA序列的种类,总结了利用特异DNA序列作为与某一性状基因连锁的分子标记的应用情况,以及特异DNA序列在鉴定外源染色体的来源、某一染色体组或基因组、某一物种或属植物等方面的应用情况,提出了存在的问题与应用前景。     

DNA指纹技术在农作物种子检测上的应用

1.什么是DNA指纹染色体是遗传物质,遗传信息贮存于染色体内的DNA分子中。每个DNA分子含有很多个基因,基因的复制就是通过DNA的复制来完成的。DNA由以碱基、核糖和磷酸构成的核苷酸长链组成,核苷酸排列方式叫序列。DNA序列中存在三种类型：单拷贝序列、中等程度重复序列和高度重复序列。     

大赖草和新麦草物种专化DNA重复序列研究Ⅱ在小麦族中分布的多态性

大赖草和新麦草中克隆的５个ＤＮＡ重复序列与小麦族不同物种ＤＮＡ进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交。结果表明,这５个重复序列在Ｌｅｙｍｕｓ属（赖草属）和Ｐｓａｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ属（新麦草属）中的丰度与小麦、大麦和黑麦相差悬殊,可以作为这２个属染色体的分子标记检测其导入小麦、大麦和黑麦后的踪迹,尤其是ｐＬｒ６４７对这２个属专化性更强,应优先选用。另外,结合本研究结果对小麦族有关种属染色体组的进化问题进行了讨论。     

利用栽培稻基因组DNA对非洲野生稻进行染色体荧光原位杂交分析

以地高辛标记的栽培稻基因组(基因组为AA)DNA为探针,对非洲野生稻(基因组为BBCC)的体细胞染色体进行荧光原位杂交分析,研究AA染色体组和BBCC染色体组之间的关系,同时对杂交后的染色体进行同源染色体配对。结果表明:栽培稻A基因组和非洲野生稻基因组有较高的同源性,其中高度重复DNA序列在栽培稻和非洲野生稻间具有保守性。     

二倍体长穗偃麦草E组染色体研究进展

二倍体长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum)E组染色体是组成偃麦草属(Thinopyrum)多倍体物种的基本染色体组,携带有对小麦遗传育种有益的基因,人们已从多方面解读了E组染色体与小麦及其他近缘种属的遗传进化关系。综述了二倍体长穗偃麦草E组染色体与比萨偃麦草和小麦的亲缘关系、生化标记、分子标记和高分子量谷蛋白研究的进展。     

黑麦特异DNA重复序列的分离与鉴定

为了找到黑麦特异的DNA重复序列，我们采用随机扩增多态性DNA（RAPD）标记对黑麦、小麦及其他麦类植物材料分析发现引物OPH20在所有黑麦中扩增出特异的两条带。将这两条带DNA回收克隆测序，得到两序列的长度分别为1495bp、1147bp，分别命名为pSc20H．1、pSc20H．2。序列比对发现pSc20H．1的序列与已报道的序列pSc20n（GenBank编号AF305943）一致达到97％。没有与pSc20H．2高度一致的同源序列。荧光原位杂交结果显示pSc20H．1分布黑麦所有染色体的除端部和核仁组织区域的所有部位。pSc20H．2也分布在黑麦所有染色体上，但分布区域不同于pSC20H．1。证明了pSc20H．2是黑麦新的特异DNA序列，并可用于检测小麦背景中的黑麦染色体成分。     

真核生物重复序列的研究进展

真核生物核基因组内含有大量的DNA重复序列,在核基因组结构和功能研究中居于举足轻重的地位.本文主要介绍真核生物几类重要DNA重复序列的特点和用途,并对其在物种起源和进化、染色体分子指纹图谱绘制、分子标记辅助选择及染色体操作中的应用作了分析与介绍.     

银狐α-卫星DNA的克隆及序列分析

利用限制性内切酶Sac I酶切银狐基因组,经琼脂糖凝胶电泳,对特异性亮带进行克隆、测序及序列分析.结果获得9个银狐α-卫星DNA序列,该卫星DNA单体大小为737bp,G+C平均为52.7%,单体之间同源性为90%～97%,每个单体由3个约245bp的亚重复串联构成,亚重复之间的同源性为51%～57%.银狐与犬α-卫星DNA的同源性约为77%,而与蓝狐α-卫星DNA的同源性大于90%.α-卫星DNA在蓝狐基因组内的含量显著高于银狐.由于银狐(2n=34+Bs)与蓝狐(2n=50)染色体数目存在较大差异,因此推测α-卫星DNA可能参与了染色体易位,是染色体断裂与融合的靶序列.     

玉米DNA纤维的制备及端粒DNA的Fiber-FISH

[目的]建立了一种快速制备DNA纤维的方法,用端粒DNA在玉米纤维上进行物理定位。[方法]采用刀切法从玉米嫩叶中提取细胞核。以端粒DNA为探针,在玉米DNA纤维上进行伸展DNA纤维的荧光原位杂交(Fiber-FISH),研究端粒DNA重复序列在玉米染色体上的拷贝数。[结果]用刀切法提取玉米细胞核,提高了核的完整性,并改善了DNA纤维的制备效果。玉米细胞核裂解的最佳时间为8~9 min。玉米的Fiber-FISH试验结果表明,杂交信号为伸展的念珠状长链,玉米各条染色体端粒DNA的长度为7~103μm,各染色体端粒重复序列的拷贝数存在显著差异(为15~230 kb)。[结论]玉米各染色体中端粒的长度可能不同,而且随着玉米生长及环境的变化,各条染色体端粒DNA长度的变化也不一致。     

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。     

柔嫩艾美耳球虫端粒DNA重复序列的South-ern印迹杂交分析

为进一步确定柔嫩艾美耳球虫(E.tenella)端粒DNA的重复序列,为下一步端粒酶活性检测奠定基础,根据已克隆发表的E.tenella端粒DNA重复序列信息,设计了由4个端粒重复序列串联的寡聚核苷酸探针(TTTAGGG)4,并以生物素地高辛标记。将该探针与经BAL31-EcoRⅠ酶切后的E.tenella基因组DNA进行Southern印迹杂交分析。结果显示:E.tenella基因组DNA与探针杂交获得了清晰的杂交条带,随BAL31酶切时间的延长,杂交信号逐渐减弱,进一步证明了E.tenella端粒DNA重复序列为5-′TTTAGGG-3′,且此重复序列在E.tenella染色体的末端。     

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。     

偃麦草基因组特异重复序列的分离与应用

【目的】偃麦草(Thinopyrum)是小麦(Triticum aestivum L.)的多年生野生近缘植物,具有许多可用于小麦品种改良的优异基因。利用基因组特异重复序列可以研究物种的进化关系、绘制染色体指纹图谱及检测外源染色质。克隆十倍体长穗偃麦草(Th.ponticum(Host)Liu and Wang)基因组特异重复序列,可用于鉴定和追踪导入到小麦背景中的偃麦草遗传物质。【方法】通过构建十倍体长穗偃麦草小片段质粒文库,并对文库进行高密度点杂交(Dot-blot hybridization)筛选,结合荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)技术,获得偃麦草基因组特异的重复序列,分析其在不同基因组及染色体上的分布特点。利用Repeat Masker在小麦族重复序列数据库(Triticeae repeat sequence database,TREP)及NCBI Gen Bank对特异重复序列进行比对分析,并设计偃麦草基因组特异重复序列的PCR引物。通过FISH分析和特异PCR引物扩增,对小麦-偃麦草衍生后代进行鉴定和选择。【结果】获得7条偃麦草基因组特异的重复序列。FISH分析表明,其在十倍体长穗偃麦草和六倍体中间偃麦草所有染色体两臂上均呈弥散型分布,且在不加小麦封阻DNA的情况下,能明确区分八倍体小偃麦中的偃麦草和小麦染色体。将其应用到小麦-偃麦草代换系和易位系的分子细胞学检测中,特异重复序列同样可以在不加封阻的情况下分辨出偃麦草染色体及染色体片段,而且信号相比基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)更加特异和清晰。基于偃麦草基因组特异重复序列开发了90对引物,通过在中国春、十倍体长穗偃麦草和八倍体小偃麦中的扩增产物比较分析,筛选出36对(40%)偃麦草基因组特异PCR标记;利用这些特异引物对109份小麦-偃麦草衍生材料进行扫描,发现10对扩增效果较好的特异引物,其检测效率为73.3%—95%。【结论】获得偃麦草基因组特异的重复序列,开发了特异PCR扩增引物,可应用于小麦背景下偃麦草遗传物质的高效检测和跟踪。     

利用水稻C0t-1 DNA和基因组DNA对栽培稻、药用野生稻和疣粒野生稻基因组的比较分析

【目的】研究中高度重复序列在稻属不同物种基因组进化中的作用。【方法】用栽培稻C0t-1 DNA和基因组DNA(gDNA)作为探针，分别对栽培稻、药用野生稻和疣粒野生稻进行荧光原位杂交(FISH)和比较基因组杂交(CGH)。【结果】C0t-1 DNA覆盖栽培稻、药用野生稻和疣粒野生稻基因组比例(%)和大小(Mb)分别为47.10±0.16，38.61±0.13，44.38±0.13和212.33±1.21，269.42±0.89以及532.56±1.68。栽培稻gDNA在药用野生稻和疣粒野生稻基因组中的覆盖率约为91.0%和93.6%，含量分别约为634 Mb和1123 Mb，各有365 Mb和591 Mb不属于源自栽培稻基因组的中高度重复序列，未被栽培稻gDNA所覆盖的部分，分别为64 Mb和78 Mb左右。此外，以C0t-1 DNA的组成为依据，对这3个种核型进行了同源性聚类。【结论】稻属中度和高度重复序列和功能基因一样，在不同种中也存在着高度同源性和保守性，并在进化过程中得以保存下来。药用野生稻和疣粒野生稻基因组增大的重要原因之一，可能是基因组中度和高度重复序列加倍的结果，药用野生稻这种序列扩增相对疣粒野生稻要缓和得多。另外，这两个野生种在长期进化过程中，由于存在加倍、重排和基因选择性丢失等现象，形成了具有自己种的特异性的基因组成分。     

偏凸山羊草--硬粒小麦双二倍体自交后代的染色体数变异及其遗传基础

关于六倍体普通小麦的起源,过去通常归结于通过远缘杂交和多倍体的进化。但这种进化模式无法解释每个种内存在的遗传多样性。　　进入八十年代后,Ｇｒａｎｔ（1 981 ）提出了重组型物种形成的理论框架,为小麦的起源研究指出了一个重要的方向。研究表明,在小麦进化过程中,不仅通过染色体组内的转化和染色体组间的互换,而且由于遗传渐渗和杂化基因（节段）染色体组的形成,促使多倍体小麦种的染色体发生了改变。但到目前为止还缺少有关新染色体组形成的报道。　　过去我们已经报道了偏凸山羊草与硬粒小麦双二倍体杂交的遗传不稳定性,指…     

一个提莫菲维小麦醇溶蛋白基因的克隆与序列分析

以提莫菲维小麦基因组DNA为模板,采用设计的小麦种子醇溶蛋白的保守引物进行PCR扩增,扩增产物插入pMD-18T载体,并转化到大肠杆菌DH5α中,对阳性克隆进行测序。结果表明,扩增产物长度为1 002 bp,包含一个完整的284个氨基酸的编码区,基因库登录号为DQ861428。序列比对表明,该序列为-αgliadin基因家系成员。利用-αgliadin基因的编码氨基酸序列建立系统树,分析表明该序列与栽培小麦供体物种一粒小麦的-αgliadin基因聚在一大类中,因而被定位在提莫菲维小麦的A染色体组上。     

植物着丝粒的研究进展

着丝粒是许多高等真核生物染色体的重要结构域之一,它的最内层是由串联重复的卫星DNA及其侧翼富集的中度重复元件组成。在整个真核生物类群中,不同物种间着丝粒的DNA序列千差万别,但其功能却相当保守,可确保在有丝分裂和减数分裂过程中染色体的正确分离和传递。近年来,植物着丝粒的结构、功能和进化方面的研究进展较快,故对此进行了综述。     

荧光原位杂交在作物遗传育种研究中的应用

荧光原位杂交是一种原位杂交新技术，具有快速，灵敏，准确和有效等特点，它采用生物示记探针，能够将特定的ＤＮＡ或ＲＮＡ序列直接定位于染色体上，该文就荧光原位杂交技术在作物遗传育种研究中的应用进行综述，主要包括以下方面：１）检测重复ＤＮＡ序列及多拷贝基因家族；２）鉴定异源多倍体物种中的异源染色体或染色体片段；（３）检测和定位低拷贝或单拷贝ＤＮＡ序列。随着一些新技术的发展，ＦＩＳＨ技术将会在作物育种的更多