单分子荧光原位杂交(smFISH)技术及应用

单分子荧光原位杂交(single-molecule fluorescence in situ hybridization,smFISH)技术是一种通过用偶联荧光基团的寡核苷酸探针,对固定细胞或组织中单个mRNA分子进行成像的方法。smFISH可对RNA进行定位、定量,以此对目标转录本进行实时研究。sm FISH适用于细胞、组织切片等多种类型生物样本。近年来,多种基于基础smFISH的改进技术被发明,进一步促进了该技术的实际应用。smFISH良好的RNA单分子可视化能力,使得其在发育生物学、神经生物学及肿瘤生物学等基础生物学科中得到了广泛的应用。本文综述了smFISH技术基本原理、smFISH技术的局限性、smFISH衍生技术方法、smFISH在不同生物学科中的应用进展,并对smFISH技术的发展前景做出展望。

杨属派间5个种特异性InDel引物及在派间杂交子代鉴别中的应用

【目的】远缘杂交可以实现有利基因的聚合,是种质创新的重要手段。杨属有些派间杂交困难,且杂交子代从形态学难以区分,本研究开发杨属不同派间的特异性引物,为派间杂交创制新种质的真实性鉴定提供技术支撑。【方法】利用在美洲黑杨和小叶杨中种特异性InDel位点设计引物,并利用SeqHunter2依次比对胡杨、山杨、小叶杨和大叶杨基因组,再用杨属5个派的自然群体材料进行种内保守及种间多态引物的试验验证,筛选出杨属不同派的特异性引物序列,对杨属不同派间杂交子代进行真实性鉴别。【结果】将从美洲黑杨基因组设计的5000对InDel引物依次分别比对胡杨、山杨、小叶杨和大叶杨基因组,最后筛选出341对引物在上述5个种中是通用的。从不同染色体上共选取48对引物并合成,利用5个树种各1个DNA检测得到43对引物是通用的,其中19对引物在不同种中扩增条带单一且存在差异。利用自然群体混合DNA对试验验证的19对通用引物进行种间多态性和种内保守性检测,初步获得4对多态性引物。最后再用自然群体DNA对这4对引物进行扩增检测,发现引物Chr12_4341229和Chr13_10582756在美洲黑杨、小叶杨、山杨、大叶杨和胡杨中均只能扩增出一个位点,引物Chr12_4341229扩增条带分别为148、152、113、152和159 bp,引物Chr13_10582756扩增条带分别为140、144、116、140和159 bp。利用上述2对引物对小胡杨2号、黑胡杨和黑小杨进行鉴定,发现所有杂交子代个体均能检测它们2个亲本的特征带。引物Chr12_4341229和Chr13_10582756一起使用,可以用于美洲黑杨、小叶杨、山杨、大叶杨和胡杨任意组合杂交子代的真实性鉴别。【结论】本研究获得了杨属5个派间的5个种的特异性InDel引物2对,可以有效地进行杨属不同派5个种之间任意组合种间杂交子代的真实性鉴别,为进一步开展杨树派间杂交创制新种质提供了技术支持。

簸箕柳×三蕊柳种特异性KASP标记开发及种间杂交子代鉴别

【目的】开发簸箕柳和三蕊柳种特异性KASP引物,为开展簸箕柳和三蕊柳杂交选育速生、抗虫新种质的真实性鉴定提供参考。【方法】利用簸箕柳和三蕊柳重测序数据,开展全基因组SNP位点分析,筛选出种特异性的SNP位点并设计KASP引物,利用SeqHunter2检测设计引物在簸箕柳中的通用性,并利用簸箕柳和三蕊柳自然群体材料对合成的引物进行实验验证,筛选出簸箕柳和三蕊柳种特异性KASP引物,并对它们的杂交子代进行真实性鉴别。【结果】将三蕊柳和簸箕柳重测序的数据比对到三蕊柳基因组,共获得个6598144个SNPs。经过筛选,最终在簸箕柳中检测到674144个和三蕊柳相比为纯合突变的位点。从每条染色体上随机选取100个位点用于KASP引物设计,在1900个SNPs位点中,750个SNP位点可以成功设计出KASP引物。从每条染色体上选取2组,共选取38组引物,通过SeqHunter2检测得到11组引物在簸箕柳中是通用的。利用簸箕柳和三蕊柳自然群体DNA对合成的10组通用引物进行种内保守和种间差异性检测,获得4组在簸箕柳、三蕊柳和种间杂交子代中聚类明显的引物。引物Stri08_82809、Stri14_11602、Stri14_12274和Stri17_10731在簸箕柳自然群体中分别扩增出纯合G/G、T/T、A/A和T/T位点,在三蕊柳自然群体分别扩增出纯合A/A、C/C、G/G和C/C位点,而在真实杂交子代中分别扩增出G/A、T/C、A/G和T/C杂合位点。利用上述4组引物对簸箕柳×三蕊柳的杂交子代进行鉴定,发现在31个杂交子代中,29个个体扩增出杂合位点,说明同时遗传了2个亲本的特征位点,为真实的种间杂交子代。有2个个体扩增的位点为纯合且和母本相同,说明这2个子代为簸箕柳花粉污染的子代。【结论】本研究获得了簸箕柳和三蕊柳种间特异性KASP标记4组,可以准确快速的开展簸箕柳和三蕊柳种间杂交子代的真实性鉴别,为进一步簸箕柳和三蕊柳种间杂交及回交创制抗虫新品种提供了技术支持。

核酸分子杂交-流式细胞术检测HPV E6/E7 mRNA初步研究

目的探讨核酸分子杂交-流式细胞术检测HPV E6/E7 mRNA的可靠性和应用价值。方法收集2018年10月—2019年10月广东省妇幼保健院和中山大学附属第一医院妇科普通门诊常规宫颈癌筛查结果异常的361例已婚女性患者的子宫颈上皮脱落细胞样本,并进行新柏氏液基细胞学检测(TCT)、HPV DNA检测、HPV E6/E7 mRNA检测和组织病理学检查。结果HPV E6/E7 mRNA检测阳性率随组织病理学检查结果严重级别的升高而增加。与HPV DNA比较,HPV E6/E7 mRNA有较高的特异性(72.73%)和阳性预测值(47.06%)。当TCT结果为ASCUS时,依据HPV E6/E7 mRNA结果进行阴道镜检分流的正确率为66%。结论HPV E6/E7 mRNA检测与组织病理学检查有较高的一致性,且阴道镜镜检分流正确率和判断子宫颈组织高度病变的特异性、阳性预测值均较高。

应用电镜原位分子杂交技术对腺病毒DNA在宿主细胞内进行定位

以Biotin标记的dATP(Bio-7-dATP)通过缺刻翻译(Nick Translation)制备腺病毒的基因组探针,建立了电镜原位杂交技术,并研究腺病毒感染的HeLa细胞内病毒DNA的分布。结果表明,免疫胶体金颗粒特异地标记在腺病毒感染的细胞核内,并且在核内呈区域性分布。整装抽提后的细胞原位杂交结果显示出,胶体金颗粒呈族状马串珠状结合在核骨架上,从而在形态学上证实了腺病毒DNA与核骨架的紧密结合关系。

梨S基因芯片的试制及分子杂交条件的优化

为研究寡核苷酸芯片在确定梨品种S基因型中的应用价值,根据梨自交不亲和基因的结构特点设计了部分S基因的检测探针,并制成寡核苷酸芯片;采用引物Cy3荧光标记法标记检测样品的PCR产物并进行杂交,以检测不同样品的S基因型。结果表明:通过对不同杂交温度、杂交时间等的探索获得了较好的反应条件并用制备的芯片检测了已知S基因型的梨样品,检测结果与各品种的已知基因型相符。证明寡核苷酸芯片检测梨品种的S基因型是一种切实可行的检测方法,若对芯片进一步完善,则在今后梨自交不亲和性状的机理研究及梨自交不亲和性状的利用等方面将有着广阔的应用前景。

核酸分子杂交技术鉴别和检测家蚕微孢子虫的研究

为了将家蚕微孢子虫 (N .b .)从蚕业生产中流行的 10多种病原性微孢子虫中鉴定出来 ,并对其发病程度进行检测 ,用PCR技术合成了一段 317bp的DNA片段 ,将其克隆到大肠杆菌E .coliDH5α中 ,并大量制备该片段 ,用地高辛 (DIG)标记成探针 ,经点杂交和Southern杂交检测 ,发现该片段为N .b .所特有。该探针为N .b的特异性检测探针 ,灵敏度可达 1ngDNA水平。对蚕业生产上的带毒蚕蛾和蚕卵的模拟检测证明 ,该DIG探针可将N .b发病初期的带毒蚕蛾和蚕卵检出 。

DNA修饰电极的研究(ⅠΧ)——DNA探针在金基底上的固定、表征及其表面分子杂交

采用巯基化合物自组装 /共价键合反应的逐层固定方法将双链 DNA固定到金表面得到 DNA修饰电极 ,并对该电极表面进行了电化学和 X射线光电子能谱表征 .研究了电极表面固定化 DNA的表面分子杂交 .

原位分子杂交检测上海真厉螨与柏氏禽刺螨体内肾综合征出血热病毒的研究

目的：提供革螨传播肾综合征出血热病毒（ＨＦＲＳＶ）的分子生物学证据。方法：用上海真厉螨与柏氏禽刺螨叮咬ＨＦＲＳＶ接种乳小鼠，取叮咬后ｄ１０及ｄ１００以上的上海真厉螨与柏氏禽刺螨冰冻切片，用地高辛标记ＨＦＲＳＶｃＤＮＡ核酸探针原位分子杂交检测其体内病毒ＲＮＡ。结果：叮咬野鼠型（７６－１１８株）接种乳小鼠后ｄ１０上海真厉螨检出病毒ＲＮＡ，在细胞浆、细胞核中及核膜上呈细密颗粒状或全浆阳性，见于生殖器官细胞、胃及支囊上皮细胞及脑皮质细胞；叮咬家鼠型（ＵＲ株）病毒接种乳小鼠后ｄ１２螨亦检出病毒ＲＮＡ，病毒的细胞组织分布与野鼠型相同；分别检测野鼠型螨３１只和家鼠型２３只，其中阳性分别为１７只和１０只；叮咬野鼠型病毒接种乳小鼠后ｄ１３２，家鼠型ｄ１０２螨仍能检出病毒ＲＮＡ。柏氏禽刺螨叮咬野鼠型病毒接种乳小鼠ｄ１０，检测螨２０只，其中阳性１２只，病毒ＲＮＡ主要分布于生殖器官细胞内。结论：上海真厉螨与柏氏禽刺螨均可经叮咬获得ＨＦＲＳＶ，上海真厉螨可分别感染野鼠型和家鼠型ＨＦＲＳＶ，野鼠型在螨群体内至少可维持１３２ｄ，家鼠型１０２ｄ，具有贮存两型病毒的作用，是ＨＦＲＳＶ的适宜媒介和贮存宿主，在动物宿主间交叉传播两型ＨＦＲＳＶ中?

用分子原位杂交（GISH）鉴定小麦－簇毛麦双倍体、附加系、代换系和易位系

用生物素标记的簇毛麦（Ｈａｙｎａｌｄｉａｖｉｌｌｏｓａ）染色体组ＤＮＡ（ｔｏｔａｌｇｅｎｏｍｉｃＤＮＡ）作探针，以普通小麦染色体组ＤＮＡ作遮盖（用量１：２００左右），进行有丝分裂中期和减数分裂中期Ｉ染色体的分子原位杂交（ＧＩＳＨ），经抗生物素蛋白－辣根过氧化物酶复合物（ｂｉｏ－ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ－ｈｏｒｓｅｒａｄｉｓｈｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ）和联苯胺四盐酸（ＤＡＢ）检测显色后，小麦－簇毛麦双倍体、附加系、代换系和易位系中的簇毛麦染色体及染色体片段显棕色，与显浅蓝色的小麦染色体可明显区分。用ＧＩＳＨ不仅可以检测导入小麦中的簇毛麦染色质，而且可以清楚地显示出易位染色体断裂点的确切位置。将ＧＩＳＨ用于减数分裂期染色体配对分析，还可以清晰形象地显示出同源和非同源染色体之间的配对和分离情况。

原位分子杂交法检测恙螨体内肾综合征出血热病毒核酸的研究

为探讨肾综合征出血热病毒（ＨＦＲＳＶ）在恙螨体内的分布和定位，采用原位分子杂交技术检测恙螨体内ＨＦＲＳＶＲＮＡ。结果发现：原位分子杂交技术的检出阳性率较ＩＦＡＴ高；ＨＦＲＳＶ阳性信号颗粒呈弥散分布，多见于恙螨幼虫和若虫的腹部组织细胞内，该部位是恙螨的卵巢细胞、中肠及支囊上皮细胞。前体组织细胞内少见；个别幼虫和若虫的前足和中足细胞内亦可见到ＨＦＲＳＶＲＮＡ阳性信号。在原位分子杂交中，若虫组织细胞内的ＨＦＲＳＶＲＮＡ阳性信号较幼虫密集而且量多。

应用核酸原位分子杂交法检测弓形虫SAG1抗原基因在免疫小鼠体内的表达

PCR扩增RH株弓形虫抗原基因SAG1编码序列 ,构建pcDNA3 -SAG1重组表达质粒。DNA免疫接种小鼠 ,3周后处死动物 ,取注射部位肌肉作冰冻切片 ,用原位分子杂交方法检测弓形虫 pcDNA3 -SAG1重组质粒在免疫小鼠肌肉内的表达。结果PCR扩增出SAG1编码区目的基因 ,片段大小为 10 2 0bp。测序、酶切分析表明构建的 pcDNA3 -SAG1重组表达质粒含有扩增的基因。利用原位分子杂交在免疫接种 pcDNA3-SAG1的小鼠骨骼肌中检测到紫蓝色的阳性杂交信号 ,提示局部肌肉有目的基因mRNA转录的发生。

应用分子原位杂交技术解析小麦-天兰冰草部分双二倍体──远中2号的染色体构成

为分析普通小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）－天兰冰草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｍ）部分双二倍体──远中２号（２ｎ＝５４）的染色体构成，用生物素（ｂｉｏｔｉｎ－１６－ｄＵＴＰ）标记天兰冰草染色体组ＤＮＡ作为探针，以普通小麦品种中国春染色体组ＤＮＡ为封闭ＤＮＡ（ｂｌｏｃｋｉｎｇＤＮＡ），与远中２号的有丝分裂中期染色体ＤＮＡ进行了分子原位杂交。证明远中２号除具有普通小麦的２１对染色体外，附加了１对小麦－天兰冰草易位染色体（即天兰冰草染色体片段易位到小麦染色体的两臂端部）、５对天兰冰草染色体。说明小麦－天兰冰草部分双二倍体在形成过程中染色体行为是比较复杂的，不仅可能产生小麦－天兰冰草染色体间易位，而且小麦染色体也可能与天兰冰草染色体的３种染色休组染色体共同参与组建新的染色体组附加到小麦中去。

NT-3 mRNA分子杂交在胚胎脊髓修复成鼠受损脊髓过程中的变化

为了从神经营养因子角度探讨移植修复机理，将大鼠１４ｄ胚胎脊髓（ＥＳＣ）植入急性损伤成鼠脊髓后１、３、５、７、１０、１５和３０ｄ，用原位杂交和斑点杂交技术对ＥＳＣ和宿主脊髓（ＨＳＣ）内ＮＴ－３ｍＲＮＡ的变化进行定性和定量观察。定性观察显示，在正常脊髓内，ＮＴ－３ｍＲＮＡ以前角运动神经元和少量胶质细胞分布为主；脊髓损伤以后，杂交产物扩大到中小型神经元，同时更多的胶质细胞参与了反应；ＥＳＣ植入后，除移植物本身继续表达外，宿主脊髓阳性反应神经元和胶质细胞数量进一步增加。定量结果表明，损伤组原位杂交和斑点杂交的反应强度明显高于正常组；而移植组的分子杂交反应又在很多时相点上显著高于损伤组。除此而外，分子杂交反应在损伤组和移植组内持续的时间也不相同，前者的最强反应期为术后７ｄ，后者为术后１０～１５ｄ．我们认为，移植的ＥＳＣ除为自身和ＨＳＣ提供神经营养外，也诱发了ＨＳＣ在发生过程中曾经拥有的合成机制，以增强ＮＦ表达的方式为自身再生提供营养，同时也为移植物的发育分化提供合适的营养环境。

原位分子杂交技术的几点体会

非同位素标记探针应用于原位分子杂交,虽取得了很大进展,但因其操作步骤较多,时间较长等因素,仍存在一些问题有待克服。以下介绍我们在实际操作中得到的一点初步体会。 1 减少或避免组织掉片的方法 除非蛋白性防脱片胶外,还需注意以下几点:(1)载玻片一定要干净。

原位分子杂交研究肾综合征出血热尸检组织中汉坦病毒M和SRNA的分布

本文以核酸原位分子杂交法研究了国内不同地区ＨＦＲＳ尸检病例组织中病毒ＲＮＡ的分布和定位。结果在１９例病例组织中均可检测到病毒ＲＮＡ。陕西及沈阳地区病例，阳性部位主要是各脏器上皮及实质细胞。江西地区病例，病毒ＲＮＡ主要出现于各脏器组织内血管壁及毛细血管内皮细胞。广州一例，病毒ＲＮＡ主要分布于肝脏灶性溶解性坏死区域，肺泡壁和肾间质血管等部位。病毒ＲＮＡ主要定位于细胞胞浆，呈颗粒状或全浆阳性，也出现干部分组织少数细胞胞核中。此外，病毒ＲＮＡ还出现于细胞外液和红细胞表面。结果说明，ＨＦＲＳ病毒具有泛嗜性感染及上皮性组织或血管内皮细胞易感的特点，后者可能取决于不同地区ＨＦＲＳ病例所感染的病毒的血清型或毒株不同，从而引起不同类型ＨＦＲＳ及其病理和发病机理的差异。

丁型病毒性肝炎的原位分子杂交及免疫组化研究

利用原位分子杂交和免疫组化方法对１４２例乙型肝炎活检肝组织进行丁型肝炎病毒ＲＮＡ及其抗原的定位研究。２８／１４２例丁型肝炎病毒标记阳性。其中慢性重症型６例；慢性活动性１７例；慢性持续性５例。慢性活动性乙肝重叠丁型肝炎病毒感染组发生早期肝硬变的比例明显高于无重叠感染组（Ｐ＜０．０５）。２８例丁型肝炎病毒感染肝组织１９例ＨＢｃＡｇ阳性，并以核浆型为主，提示活动性ＨＢＶ复制与ＨＤＶ感染的正相关性，两者相加作用导致肝损害加重并加速发展为肝纤维化。ＨＤＶＲＮＡ在肝细胞内大量蓄积，ＨＤＡｇ在碎屑状坏死边缘肝细胞或气球样变肝细胞内呈浆膜型分布，提示ＨＤＶ直接细胞毒在丁型肝炎发病学中的作用。

原位分子杂交图象中银粒的分割方法研究

图象分割是图象处理的一个基本技术。运用一种改进的快速Ｏｔｓｕ阈值分割法，并结合其它处理方法对原位分子杂交图象中的银粒进行分割。实验结果表明，该方法在精度和速度方面有其优势，适合于对原位分子杂交图象中银粒的自动分割。

高粱DNA甲基化变异的分子杂交验证

以2个高粱(Sorghum bicolor L.)亲本纯系及其F1杂交种为材料,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)方法,对DNA甲基化水平和模式的遗传和变异进行了研究。结果表明:亲本纯系的大部分胞嘧啶甲基化位点稳定遗传给其F1杂交种,但3.94%的位点表现出了变异,即未从亲本遗传给杂交种,并通过Southern杂交方法进一步验证了杂交种和纯系亲本间的DNA甲基化模式的遗传和变异。

土壤微生物PCR及分子杂交检测

ＰＣＲ技术在环境微生物的检测方面已得到越来越广泛的应用，Ｓｔｅｆａｎ等［１］利用ＰＣＲ技术检测土壤中的转基因细菌，后来用于检测土壤中不可培养的微生物［２］，跟踪环境中的特定细菌或ＤＮＡ［３］，揭示土壤生态系统的基因多样性［４］等。利用ＰＣＲ技术来检测...