熒光原位雜交技術(shù)染色體分析研究

來(lái)自徐州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的研究人員為了解栽培種甘薯的染色體結(jié)構(gòu)，利用45S rDNA熒光原位雜交、自身基因組熒光原位雜交和銀染技術(shù)對(duì)栽培種甘薯進(jìn)行分子細(xì)胞遺傳學(xué)研究。

熒光原位雜交（fluorescence in situ hybridization, FISH）是一種物理圖譜繪制方法，使用熒光素標(biāo)記探針，以檢測(cè)探針和分裂中期的染色體或分裂間期的染色質(zhì)的雜交。這種方法是在20世紀(jì)80年代末在放射性原位雜交技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種非放射性分子細(xì)胞遺傳技術(shù)，以熒光標(biāo)記取代同位素標(biāo)記而形成的一種新的原位雜交方法，探針首先與某種介導(dǎo)分子（reporter molecule）結(jié)合，雜交后再通過(guò)免疫細(xì)胞化學(xué)過(guò)程連接上熒光染料。

顯帶技術(shù)和原位雜交技術(shù)是研究染色體組成和結(jié)構(gòu)比較重要的兩種技術(shù)，利用染色體顯帶可以對(duì)人類及大多數(shù)動(dòng)植物的染色體進(jìn)行識(shí)別，結(jié)合原位雜交，就可以根據(jù)不同的帶型和不同探針的位置，得到更多的關(guān)于染色體組的信息，從而有利于進(jìn)一步研究基因組的結(jié)構(gòu)與功能。

甘薯屬植物染色體的基礎(chǔ)研究薄弱，相對(duì)滯后于水稻、小麥等其他作物。甘薯屬植物染色體有 2×、4×、6×三種倍性，栽培種基本為 6×。其染色體較小，數(shù)目較多，細(xì)胞質(zhì)濃厚和染色能力弱，較難獲得清晰干凈的染色體制片，難以從細(xì)胞遺傳學(xué)水平進(jìn)行研究。目前的研究主要集中在染色體數(shù)目與減數(shù)分裂行為的觀察，對(duì)甘薯多倍體的染色體組成和結(jié)構(gòu)研究甚少，至今對(duì)于甘薯的起源與進(jìn)化仍不明確，一直存在幾種不同的假說(shuō)，這些假說(shuō)尚缺少足夠的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

在這項(xiàng)研究中，研究人員通過(guò)熒光原位雜交技術(shù)，發(fā)現(xiàn)基因組DNA對(duì)自身染色體的不均勻雜交在植物中可能是普遍存在的。在高等植物基因組內(nèi)，絕大多數(shù)雜交信號(hào)強(qiáng)烈的區(qū)域除了 45S rDNA 等區(qū)域外，應(yīng)當(dāng)富含重復(fù)序列，即為基因貧乏區(qū)，而輕度標(biāo)記或者非標(biāo)記的區(qū)域則應(yīng)當(dāng)是基因富集區(qū)。因此，自身基因組熒光原位雜交技術(shù)可以用來(lái)揭示植物基因組重復(fù)序列和基因在染色體水平上的組織情況。

在這篇文章中，研究人員采用 Ag-NOR 技術(shù)、rDNA 熒光原位雜交（rDNA-FISH）、自身基因組原位雜交（Self-GISH）等技術(shù)綜合研究栽培種甘薯（徐薯 18）染色體，分析其染色體結(jié)構(gòu)和 45SrDNA 位點(diǎn)的分布，對(duì)于進(jìn)一步了解栽培種甘薯（徐薯 18）的遺傳背景、比較分析甘薯屬植物染色體多倍化進(jìn)程具有很好的指導(dǎo)意義，并為甘薯品種的遺傳改良提供細(xì)胞及分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)。