DNA分子原位杂交在植物分子细胞遗传学研究中的应用

DNA分子原位杂交（in situ hybridiation）是植物分子细胞遗传学研究的重要工具。本文简要回顾了DNA分子原位杂交的起源和发展,详细综述了基因组原位杂交（genomic in situ hybridization, GISH）在植物细胞遗传学研究中的应用以及荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization, FISH）在物理作图和染色体识别中的应用。文中还介绍了Fiber-FISH、BAC-FISH以及Immuno-FISH等新兴技术。最后对FISH技术进行了展望。     

椭圆悬钩子、红毛悬钩子和栽秧泡的原位杂交及系统分类研究

Chromosomal localization of 45S rDNA and 5S rDNA were studied by means of fluorescence in situ hybridization（FISH）on metaphase chromosomes of Rubus ellipticus,R. pinfaensis and R. ellipticus var. obcordatus. Genomic in situ hybridization（GISH）technique was also used to analyze the phylogenetic relationship among them. The results showed that two 45S rDNA and two 5S rDNA sites were detected in the three taxa. All 45S rDNA sites were localized on terminal chromosomal regions. 5S rDNA loci localized on peri-centromeric region of short arms in R. ellipticus and R. pinfaensis,but located on terminal regions in R. ellipticus var. obcordatus. GISH results indicated that the genomes of R. ellipticus and R. pinfaensis shared many common DNA sequences on 14 chromosomes. Eight weak signals around centromere and telomere were shared between R. ellipticus and R. ellipticus var. obcordatus. Meanwhile,R. pinfanesis showed close relationship with R. parvifolius from subsection Stimulantes,distant with R. coreanus from subsection Pungentes. Combined the above data and morphological differences,we approved the view that R. ellipticus and R. pinfaensis should be combined and placed the combined species R. ellipticus into subsection Stimulantes. R. ellipticus var. obcordatus should be treated as R. obcordatus rather than as a variety of R. ellipticus.     

抗条锈病小麦-滨麦衍生后代的分子细胞遗传学鉴定

为了有效挖掘滨麦优异的基因资源,利用形态学、细胞学、荧光原位杂交(FISH)、基因组原位杂交(GISH)和分子标记等技术,对小麦-滨麦衍生后代M13063-3-3进行了鉴定。结果表明,M13063-3-3的染色体构型为2n=44=22Ⅱ。以滨麦基因组DNA为探针的原位杂交结果显示,二条染色体有杂交信号,且能配对,表明两条外源染色体是滨麦的一对同源染色体。SSR、EST和PLUG标记分析表明,M13063-3-3附加的滨麦染色体归属于第6部分同源群染色体。A-PAGE电泳分析表明,M13063-3-3在α区具有滨麦染色体特征带,进一步验证了附加的滨麦染色体与小麦第6部分同源群染色体有部分同源关系。田间条锈病调查结果表明,M13063-3-3对条锈菌生理小种条中31号、条中32号和条中33号混合菌种表现高抗。因此,M13063-3-3是一个附加了一对滨麦第6部分同源群染色体的抗条锈病的普通小麦材料,为小麦抗病育种提供了新的种质资源。     

利用原位杂交及CAPS标记分析芸薹属A、B和C基因组间的关系

以来源于Brassica rapa基因组(AA)的重复序列(151 bp)为探针, 分别同二倍体白菜型油菜(AA, 2n=20)、甘蓝(CC, 2n=18)和异源四倍体芥菜型油菜(AABB, 2n=36)的中期染色体杂交, 白菜型油菜和甘蓝的所有染色体上都有杂交信号, 芥菜型油菜的染色体上显示出20个明显的信号, 其余染色体上信号很弱或无, 可以区分出A和B基因组。对来源于油菜3个基本种与3个复合种FAE1基因进行CAPS分析表明, 3个基本种表现出不同的酶切式样, 用Mbo I和Msp I酶切表现出多态性, 基因组A和C非常相似, 而基因组B与A、C关系较远, 同时3个复合种也并不是2个基本种的简单相加, 表明异源四倍体在长期进化过程中可能发生了重排和重组。     

十溴联苯醚对土壤中微生物群落结构及土壤潜在硝化功能的影响

采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）和寡聚核苷酸探针-荧光原位杂交（FISH）方法研究了十溴联苯醚（BDE209）对土壤中微生物群落的影响作用。结果表明,1mg·kg^-1 BDE209对土壤中微生物群落多样性以及总细菌数有明显的促进作用,土壤中的氨氧化细菌以及亚硝酸氧化菌的数量有显著增长。BDE209浓度达到100mg·kg^-1时,土壤微生物的总数和群落多样性则显著降低,同时氨氧化细菌以及亚硝酸氧化菌的生长也受到明显的抑制。暗室培养45d内,BDE209虽未被降解,但高浓度的十溴联苯醚会对土壤中的微生物群落结构及土壤潜在的硝化作用产生较大影响。     

利用水稻BAC克隆对Gm-2和Gm-6在药用野生稻中的FISH定位

 采用栽培稻遗传图第 4连锁群中与抗稻瘿蚊基因 ,Gm- 6和 Gm- 2等位的 RFL P标记 RG2 14和 RZ5 6 9筛选出来的两个 BAC克隆为探针 ,对药用野生稻进行了荧光原位杂交物理定位。两个 BAC克隆的大小分别为 5 0 kb和86 kb,在 Cot- 1DNA封阻的情况下它们均被定位于药用野生稻第 4染色体长臂 ,与着丝粒百分距为 72 .33± 4.40、77.10± 2 .40 ,信号检出率分别为 6 1.2 %和 5 9.5 %。与此同时 ,用 RG2 14和 RZ5 6 9对药用野生稻进行了杂交 ,它们也被定位于药用野生稻第 4染色体长臂 ,与着丝粒百分距分别为 74.18± 2 .6 2和 78.2 3± 2 .31,信号检出率分别为 8.3%和 9.4%。 BAC克隆的 RFL P标记探针杂交位置几乎一致 ,这表明在栽培稻和野生稻中 RFL P标记 RG2 14和RZ5 6 9都在同一 BAC克隆的大插入片段中 ,药用野生稻与抗性基因 Gm- 6和 Gm- 2同源顺序就在第 4染色体信号出现的相应位置。药用野生稻第 4染色体的确定是根据 Jena等 (1994)和本研究的 RFL P的杂交结果进行的。文中讨论了利用栽培稻 BAC克隆对药用野生稻进行原位杂交物理作图的可行性等问题。     

The Physical Location of Gm-2 and Gm-6 in O.officinalis with BAC-FISH Based on Comparative RFLP Map of Wild Rice and Cultivated Rice

Rice BAC library is used widely in rice genome research due to its distinctive advantages over other library systems. In this study, two rice BAC clones closely linked to rice gall midge resistance, Gm-2 and Gm-6, were in situ hybridized to Oryza officinalis chromosomes. They were located on the long arm of chromosome 4 with FL 72.33% and 77.10% respectively and their FL was consistent with the selective marker of rice, RG214 and RZ569. The frequency of signal detection was 61.2% and 59.5% respectively.Our study was based on comparative RFLP map of wild rice, O. officinalis, and cultivated rice, O. sativa.     

4份圆锥小麦-乌拉尔图小麦双二倍体的分子细胞遗传学鉴定

为了给小麦育种提供新的种质资源,对4份圆锥小麦-乌拉尔图小麦双二倍体(AABBA^uA^u)的农艺性状、染色体组成及高分子量谷蛋白亚基组成进行了鉴定。农艺性状调查结果表明,4份双二倍体的株高介于108.45~129.43 cm,分蘖数介于7.3~17.5个,穗长介于10.23~12.17 cm,小穗数介于16.26~22.06,自交结实率介于37.77%~70.46%;4份双二倍体对目前的流行条锈菌混合生理小种(条中31、条中32、条中33、条中34和水源11-4)均表现为高抗。利用寡核苷酸序列探针Oligo-pSc119.2-1、Oligo-pTa535-1、Oligo-pTa71-2、pTa-713和简单重复序列探针(AAC)5进行FISH分析,可区分出圆锥小麦-乌拉尔图小麦双二倍体的42条染色体。花粉母细胞染色体配对观察表明,在这些双二倍体的减数分裂中期I,染色体大多配对成二价体,仅有少量的单价体、三价体和四价体。SDS-PAGE分析表明,来自于乌拉尔图小麦TA#831的1Ay亚基在双二倍体Syn-TAU-2中得到了表达,但其迁移率发生了变化;来自于PI428270和PI428274的1Ax和1Ay亚基分别在双二倍体Syn-TAU-3和Syn-TAU-4中得到了表达。这些双二倍体可作为新的资源材料用于普通小麦的遗传改良。     

基因组时代荧光原位杂交技术在家蚕研究中的应用

随着家蚕DNA分子标记和物理图谱的发展,基因组序列的释放,以及EST数据库和BAC文库的构建,FISH技术在家蚕的遗传学、基因组学研究,尤其是物理图谱研究中取得重要进展。本文综述了FISH及相关技术原理及近年在家蚕和部分鳞翅目昆虫研究中的应用,并对其在家蚕及鳞翅目昆虫的研究前景作了展望。     

牙鲆和半滑舌鳎5S rDNA基因的染色体定位及鲽形目5种鱼类的分子系统学分析

利用荧光原位杂交(FISH)技术将5S rDNA基因定位在牙鲆和半滑舌鳎染色体上,结果表明,5S rDNA基因在雌、雄性半滑舌鳎的一对同源染色体上分别存在2个杂交信号位点;在二、三倍体牙鲆的同源染色体上分别存在2个和3个杂交信号位点,杂交信号明显且特异。本研究首次将5S rDNA基因定位在半滑舌鳎和三倍体牙鲆的染色体上,为牙鲆及半滑舌鳎倍性鉴定、染色体鉴别提供了有效方法。此外,根据牙鲆5S rDNA基因编码区序列设计引物,扩增出大菱鲆和半滑舌鳎5S rDNA基因编码区序列,与鲽、塞内加尔鳎、大口黑鲈、七鳃鳗的5SrDNA基因序列进行同源性比较后发现,5种鲽形目鱼类5S rDNA基因序列同源性高达98.3%,系统发生分析结果显示5种鲽形目鱼类聚为一支;各序列中GC含量均显著高于AT含量。