基于网格重构学习的染色体分类模型

染色体的分类是核型分析的重要任务之一.因其柔软易弯曲,且类间差异小、类内差异大等特点,其精准分类仍然是一个具有挑战性的难题.对此,提出一种基于网格重构学习(Grid reconstruction learning,GRiCoL)的染色体分类模型.该模型首先将染色体图像网格化,提取局部分类特征;然后通过重构网络对全局特征进行二次提取;最后完成分类.相比于现有几种先进方法,GRiCoL同时兼顾局部和全局特征提取更有效的分类特征,有效改善染色体弯曲导致的分类性能下降,参数规模合理.通过基于G带、荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)、Q带染色体公开数据集的实验表明:GRiCoL能够更好地弱化染色体弯曲带来的影响,在不同数据集上的分类准确度均优于现有分类方法.

基于空间信息关注和纹理增强的短小染色体分类方法

染色体分类是核型分析中的重要任务之一。尽管残差神经网络已经在染色体分类领域取得了显著成就,但由于部分染色体具有长度较短、分类特征难以识别以及形态相似度较高的特点,使得其分类仍然具有挑战性。提出了基于空间信息关注和纹理增强的染色体分类模型(SIATE-Net),以Inception_ResNetV2模型作为骨干网络提取染色体的深层特征,自注意力机制和深度可分离卷积的引入能够更好地关注和保留短小染色体的空间信息。染色体长度较短易造成显带信息混淆,模型融入了纹理增强机制以扩大染色体间的差异性,为分类任务增加更多的判定依据。SIATE-Net模型分别在私人数据集与公开数据集上进行验证,分类性能明显优于其他方法,尤其是短小染色体。在私人数据集上,SIATE-Net模型表现出了最佳的总体分类准确率98.05%,短小染色体分类精度高达97.42%。在公开数据集上,SIATE-Net模型的总体分类准确率为98.95%,而短小染色体也达到了98.51%。实验结果表明,具有较强针对性的自注意力模块、深度可分离卷积和纹理增强模块在不降低整体分类准确性的前提下,能够有效地解决短小染色体分类任务。

赖草基因组重复序列组成及染色体分布特性

【目的】赖草属植物是麦类作物遗传改良和育种的重要基因资源,但作为异源多倍体植物,其基因组来源仍存在较大争议。通过比较赖草、大赖草及新麦草基因组中重复序列分布,探索赖草属物种基因组来源以及种间基因组多样性的形成特性。【方法】通过构建赖草属物种赖草的Cot-1 DNA文库获得大量重复序列,利用荧光原位杂交技术和重复序列对赖草以及近缘物种大赖草和祖先供体物种新麦草进行染色体荧光原位杂交涂染。【结果】(1)根据序列及基因组分布特性,赖草Cot-1 DNA可归为串联重复序列、散布重复序列、散布加串联混合重复序列以及未能鉴定类型,4种类型占比分别为32.4%、45.7%、12.4%和9.5%。(2)串联重复序列TaiI-family、Lt1-6、pTa-535和pSc250在不同物种及同一物种不同材料间信号数量存在较大变异,分别为7~20,1~14,17~26,0~24个。(3)10个反转座子序列在所有物种染色体的分布呈现3种方式:在所有染色体上杂交信号集中分布在着丝粒、近着丝粒及间质区;在所有染色体的所有区域都有分布;在大部分染色体上的分布方式与第1种相同,但是部分染色体端部也有分布。2个LTR/Copia序列仅在赖草染色体上有分布,其他序列在不同物种以及不同材料间均有分布,但在信号强度以及部分染色体上的分布方式存在多态性。【结论】赖草属物种中的一些重复序列具有快速进化的特性,支持赖草属物种多倍化过程,并存在散在重复序列向整个核基因组的快速同质化扩散。

不同精液质量不育症患者的外周血染色体核型分析

目的分析不同精液质量不育症患者外周血染色体核型异常的类型和发生率。方法选取2018年1月至2021年12月来笔者医院行外周血染色体G显带核型分析及精液分析的292例男性不育症患者,根据精液分析结果分为精液质量异常组和正常对照组,对检出的异常核型进行统计和分析。结果精液质量异常组检出异常染色体核型20例(18.87%),正常对照组检出异常染色体核型9例(4.84%),比较两组外周血染色体核型异常率差异具有统计学意义(P<0.05)。无精子症组患者染色体异常检出率为50%,性染色体异常为该组主要异常类型。结论对不育症患者行外周血染色体核型分析可有效分析病因,对辅助生殖、出生缺陷一级预防具有重要的临床意义。

铁线莲组(铁线莲属)植物染色体核型分析

采用常规压片法对铁线莲属(Clematis Linn.)铁线莲组(Sect.Viticella DC.)10种植物根尖进行制片,并进行染色体核型分析,同时基于核型似近系数对供试植物进行UPGMA聚类分析。结果表明:这些植物均为二倍体(2n=2x=16),并且,多数染色体为中部(m)着丝点染色体,部分染色体为近端部(st)着丝点染色体,少数染色体为近中部(sm)或端部(t)着丝点染色体;核型公式有10m+6st、10m+2sm+4st和10m+4st+2t 3种;吴兴铁线莲(C.huchouensis Tamura)的染色体相对长度范围(8.34~17.87)、最长染色体与最短染色体相对长度的比值(2.14)、平均臂比(3.15)均最大;吴兴铁线莲和意大利铁线莲(C.viticella Linn.)的核型为“2B”,其余种类的核型为“2A”;短柱铁线莲(C.cadmia Buch.-Ham.ex Wall.)的核型不对称系数最大(65.78%)、着丝点指数(31.88%)最小,而天台铁线莲〔C.patens ssp.tientaiensis(M.Y.Fang)W.T.Wang〕的核型不对称系数最小(61.28%)、着丝点指数(35.27%)最大。供试植物第1至第5对染色体均为中部着丝点染色体,第6至第8对染色体则为近中部、近端部或端部着丝点染色体。核型不对称性散布图显示:重瓣铁线莲(C.florida var.plena D.Don)、天台铁线莲、铁线莲(C.florida Thunb.)和转子莲(C.patens C.Morr.et Decne.)均位于左下角,说明这些植物的核型不对称性较低。在核型似近系数为0.948处,供试的10种植物分成2组。研究结果显示:供试铁线莲组10种植物中,重瓣铁线莲等4种植物处于相对原始的地位。

酢浆草属12种植物核型分析

【目的】为了从细胞学角度明确酢浆草属(Oxalis)12种植物核型特征与亲缘关系,探究酢浆草属植物染色体的多样性,进一步为酢浆草种质资源鉴定与杂交育种亲本选择提供参考。【方法】应用根尖压片法对酢浆草属12个物种植物有丝分裂中期的染色体形态、数目及其核型进行观察分析。【结果】(1)7个物种的染色体数目为首次报道,5种已报道物种中,兔耳酢浆草(O.fabaefolia)和黄花酢浆草(O.pes-caprae)染色体数目与前人报道一致,其余3种,与先前报道存在差异,其中2n=26为酢浆草属植物中鲜见报道的染色体数目,共发现7种染色体基数,其中x=13鲜见报道,倍性范围从2x~6x;实际染色体大小范围为0.27~2.23μm,着丝点位置为中部着丝点区(m)和亚中部着丝点区(sm),核型类型共4种,核型不对称系数范围为56.31%~65.40%。(2)12种酢浆草属植物中兔耳酢浆草最为进化,扁平酢浆草(O.compressa)最为原始。(3)根据染色体核型相似性可将酢浆草属12种植物划分为4组。【结论】酢浆草属12个物种具有广泛的核型多样性,核型分类结果与前人形态学分类不完全一致。

短角异剑水蚤染色体核型分析

染色体核型分析是细胞遗传学研究的基础,是研究物种演化、分类以及染色体结构与功能间关系不可或缺的重要手段。本实验采用秋水仙素溶液浸泡、KCl低渗、卡诺固定液固定、空气干燥和Giemsa染色等经典方法,对盐水浮游动物短角异剑水蚤(Apocyclops royi)的染色体数目和核型进行观察分析,同时比较了不同浓度的秋水仙素、KCl低渗时间以及蚤体解离方式的制片效果。结果表明,短角异剑水蚤染色体的数目为2n=12,全部为中部着丝点染色体,总臂数NF=24;在0.10%秋水仙素处理45~60 min和KCl低渗60~80 min条件下,以整体解离法制片的效果最好。研究结果可为短角异剑水蚤的细胞遗传学和盐水桡足类种质鉴定与保护提供科学参考。

邯郸地区人9号染色体臂间倒位与生殖异常的研究分析

目的探讨人9号染色体臂间倒位与生殖异常的关系。方法选取2680例遗传咨询者进行染色体分析,常规培养外周血淋巴细胞,制备染色体标本,G显带(必要时加做C显带)。我们选取确诊的22例9号染色体臂间倒位患者作为观察组,随机选取染色体结果正常的22例遗传咨询者作为对照组,来比较两组间不同生殖异常的差异性。结果2680例遗传咨询者中共检出22例9号染色体臂间倒位,检出率0.82%,其中男性患者检出率(77.27%)比女性患者检出率(22.73%)显著增高。观察组发生胚胎停育、生育畸形儿、少(弱)精概率显著高于对照组(P<0.05),两组发生自然流产、不孕不育的概率比较差异无统计学意义(P>0.05),对照组无生殖异常发生概率显著高于观察组(P<0.05)。结论人9号染色体臂间倒位与生殖异常之间存在相关的联系,对此类遗传咨询者进行染色体检查很有必要性。

果蝇限制端粒转座子的分子机制

端粒是保护线性染色体末端的核酸-蛋白复合物。与常见的真核生物短重复序列组成的端粒不同,黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)端粒DNA由反转座子组成,其转座行为被果蝇宿主严格限制在端粒,既实现延长端粒的功能,也减少转座子跳跃对基因组的损伤。但果蝇宿主是如何完成如此精确调控的机制尚不明确。目前已知的全基因组范围抑制转座子表达包括H3K9me3参与的异染色质形成途径和piRNA路径,而近期研究发现果蝇端粒保护蛋白参与端粒反转座子的特异调控。本文主要综述了端粒保护蛋白在调控端粒转座子中的具体功能。对果蝇端粒转座子调控的研究有利于更好地理解宿主与转座子协同进化的分子机制。

兰州百合继代培养过程中的染色体变异

对兰州百合 (Liliundavidiivar Unicolor(hong)cotton)组培过程中的染色体行为进行了研究 .随着其继代次数的增加 ,愈伤组织细胞染色体数目变异随之增加 .而继代次数对诱导小鳞芽的染色体数目影响不大 ,仅与诱导成芽率成负相关 .

三种海产帘蛤目贝类的核型研究

以大竹蛏、紫石房蛤和中国蛤蜊的鳃组织为材料,经注射植物血球凝集素和秋水仙素处理,低渗作用后,采用滴片法和压片法制片,对3种贝的核型进行了研究.结果表明,3种贝类的二倍体染色体数均为38条,大竹蛏的核型为26m+6sm+2st+4t,NF=70;紫石房蛤的核型为32m+2sm+4st/t,NF=72;中国蛤蜊的核型为20m+16sm+2st/t,NF=74.在3种贝类的染色体中均未发现随体及性染色体.

与银杏性别相关的RAPD标记

应用 Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD)技术 ,筛选与银杏性别相关的分子标记 .应用 1 5 0个1 0 bp随机单引物及 1 1 0对随机引物组合 ,检测了雌雄银杏的基因组 DNA,获得 1个与雄性相关的 RAPD标记 .该标记的获得 ,可望进一步转化为 Sequence Characterized Amplification Region(SCAR)标记或 PCR标记 ,用于银杏早期的性别鉴定 ,同时该标记的获得为进一步克隆与其性别相关的基因奠定了基础 .

中国部分丛生竹类染色体数目报道

本文报道了我国 1 3属 94种丛生竹类的染色体数目。其中 2 1种已见报道 ,74种为首次报道。作者推测竹类染色体原始基数可能为x =8。多数丛生竹类染色体数目为 2n =70± 2。

半滑舌鳎养殖群体的性比与雌雄形态差异比较

为研究半滑舌鳎养殖群体幼鱼阶段的性比变化,实验用分子标记法鉴定半滑舌鳎遗传性别,用组织切片方法鉴定表型性别,并比较了表型雌雄的生长差异。结果发现,在半滑舌鳎幼鱼阶段,在遗传性别上,雌雄所占比例约为1∶1,差异不显著(P>0.05)。在表型性别上,雌雄比例约为1∶3,差异极显著(P<0.01)。表型雄性中,由遗传性雄性和遗传上为雌性而表型上为雄性的"伪雄鱼"两部分组成。在养殖群体中,表型雌性、伪雄鱼和雄性三者的比例大致为1∶1∶2。养殖现场反映的雌性约占1/4的情况与本研究结果基本一致。本研究没有发现遗传上为雄性,而表型上为雌性的个体。在6～8月龄间,伪雄鱼的全长、体质量处于表型雌性与正常雄性之间,与两者均无显著差异。在相似全长范围内,雄鱼体高小于雌鱼,雄鱼的全长/体高的平均值为4.05,雌鱼的平均值为3.89,雄鱼的全长/体高比值显著大于雌鱼(P<0.05),此比值可以作为区分雌雄鱼苗种的参考。

冷、热休克法诱导黄颡鱼三倍体的比较研究

分别采用冷、热休克抑制第二极体释放的方法诱导黄颡鱼三倍体。结果表明,在卵受精后2min,5℃处理20min,胚胎时期的三倍体率达70%左右,孵化率50%左右,幼鱼时期三倍体(含嵌合体)的检出率为25%,此条件为冷休克处理的优化参数;在卵受精后2min,40℃处理2min,胚胎时期的三倍体诱导率达58%,孵化率为39%,幼鱼时期三倍体(含嵌合体)的检出率为40%,此条件为热休克处理的优化参数。正交分析得出,冷休克条件下起始休克时间是原肠期三倍化率和孵化率的重要影响因子,温度对畸形个体的产生有重要影响;热休克条件下,参考三倍体率、畸形率、孵化期相对存活率三者而言,休克温度均是重要因素。比较观察到冷休克处理组的胚胎受损情况严重,后期的成活率较热休克处理组要低,总体诱导效果逊于热休克处理组。

宽额鲈染色体核型研究及制作方法的比较

本文首次在鱼类染色体研究中采用静脉抽血肾细胞制片法获得了形态清晰的宽额鲈染色体核型,同时比较了静脉抽血肾细胞制片法与PHA、秋水仙素腹腔注射肾细胞制片的常规鱼类染色体制片法制片效果上的差异.结果表明,两种制片方法获得的宽额鲈染色体核型均为2n=48=4st+44t,NF=50.静脉抽血肾细胞制片法在获得较好染色体中期分裂相的同时还获得部分染色体后期分裂相,但由于该方法未使用秋水仙素,获得染色体中期分裂相相对较少.

一种基于量子染色体的遗传算法

将进化理论和量子理论结合,提出一种基于量子计算概念和理论的量子遗传算法.算法借鉴量子比特的叠加性,采用量子编码来表征染色体,能够表示出许多可能的线性叠加状态.模拟量子坍塌的随机观察可带来丰富的种群,量子染色体的进化也能够简单方便地引导进化.因此,它比传统遗传算法具有更好的种群多样性,更快的收敛速度和全局寻优的能力.从理论上证明了它的全局收敛性,仿真计算也表明了此算法的优越性.

锦鸡儿属植物染色体制片与3个种的核型分析

对锦鸡儿属植物根尖染色体制片中的几种预处理、解离、染色方法进行了比较.结果表明,用0.002 m o l/L8-羟基喹啉和饱和对二氯苯混和液(1∶1)预处理,1 m o l/L HC l预热60℃解离,改良苯酚品红染色效果较好.对锦鸡儿属植物3个种的体细胞中期染色体制片,核型分析结果表明,小叶锦鸡儿(C arag ana m icrophy lla)为2n=2x=16=8m(2SAT)+4sm+4M,中间锦鸡儿(C.interm ed ia)为2n=2x=16=6m+8sm+2M,青海锦鸡儿(C.ch ing-ha iensis)为2n=2x=16=4m+8sm+4M+2B,核型不对称性为“2A”型.此外,还发现这3种植物的根尖细胞中均有内源有丝分裂现象.

条石鲷雌雄鱼核型及C-带的比较分析

染色体核型和带型分析是鱼类细胞遗传学研究的重要内容之一，不仅对认识鱼类的分类系统、进化关系及染色体演化过程具有重要意义，还可为鱼类遗传育种提供细胞遗传学依据。我国从20世纪70年代开始开展鱼类细胞遗传学方面的研究，到目前为止，有关鱼类染色体核型已有很多报道。

二倍体及同源四倍体不结球白菜核型分析

以二倍体不结球白菜及其同源四倍体为材料,采用常规染色压片法进行核型分析。结果表明:二倍体不结球白菜核型公式为2n=2x=20=10m+8sm(2SAT)+2st,其中第1、2、3、4、6对为中着丝粒染色体,第5、7、8、9对为近中着丝粒染色体,第10对为近端着丝粒染色体,第5对染色体具有随体,核型类型属于2A型,为基本对称型;四倍体不结球白菜核型公式为2n=4x=20m+16sm(4SAT)+4st,核型特征与二倍体基本一致,仅染色体长度变异范围与二倍体相比略大。表明四倍体不结球白菜是由其二倍体加倍得到的,为同源四倍体。