粗穗披碱草1H^(t)S染色体特异荧光原位杂交标记开发

小麦-粗穗披碱草1H^(t)S.1BL罗伯逊易位系高抗小麦条锈病和叶锈病,是小麦遗传改良的优异基因源。我们前期利用中国春ph1b基因突变体对该易位系进行诱导,获得了一批诱导后代材料,为了从中准确鉴定小麦-粗穗披碱草1H^(t)S小片段易位系,需要建立能够覆盖粗穗披碱草1H^(t)S染色体的荧光原位杂交(FISH)标记。本研究利用21个小麦及其近缘种探针、61个基于中国春基因组序列新开发的小麦1BS染色体探针以及40个根据简单三碱基重复序列新开发的探针对小麦-粗穗披碱草1H^(t)S.1BL易位系进行非变性FISH分析。结果显示,B74、B76和B77等36个探针(33个为新开发的)在1H^(t)S染色体上具有杂交信号,并且杂交信号可分为仅在染色体末端、仅在着丝粒处、同时在着丝粒处和近着丝粒处、覆盖1H^(t)S约3/4染色体臂、覆盖绝大部分1H^(t)S共五种类型。因此,部分探针单独使用或多个探针联合使用,其信号能覆盖1H^(t)S染色体,能够满足小麦-粗穗披碱草1H^(t)S小片段易位系鉴定,这可为小麦背景中粗穗披碱草染色质追踪提供新的检测手段。

金虎杂交斑三倍体血细胞特征及染色体核型分析

为了解三倍体金虎杂交斑(棕点石斑鱼Epinephelus fuscoguttatus♀×蓝身大斑石斑鱼E.tukula♂)的细胞遗传特性。以静水压休克诱导的三倍体金虎杂交斑为研究对象,通过细胞DNA含量测定鉴定出三倍体金虎杂交斑、对三倍体金虎杂交斑进行红细胞大小、形态的比较及染色体核型分析。结果显示,三倍体金虎杂交斑的DNA含量与二倍体金虎杂交斑的DNA含量的比值为1.45︰1。三倍体金虎杂交斑血细胞长轴、短轴分别为二倍体的1.34、1.14倍(P<0.01)。三倍体金虎杂交斑血细胞体积、表面积分别为二倍体的2.07和1.54倍(P<0.01),三倍体金虎杂交斑血细胞核长轴、短轴、核表面积、核体积分别为二倍体的1.22、1.05、1.29、1.57倍(P<0.01)。通过头肾-秋水仙素注射法进行染色体核型分析结果显示,二倍体金虎杂交斑的染色体数目为48,核型为2n=48=2sm+46t,NF=50,三倍体金虎杂交斑的染色体数目为72,核型为3n=72=1m+2sm+69t,NF=75,未发现有性染色体。实验结果为石斑鱼杂交种多倍体育种提供了丰富生物学基础数据。

220例骨髓增生异常综合征患者的荧光原位杂交和染色体核型结果分析

目的探讨荧光原位杂交(FISH)技术和染色体核型分析(CCA)对骨髓异常综合征(MDS)的诊断及预后评估的价值。方法采集2016年1月至2021年1月南昌大学第一附属医院的220例MDS初诊患者骨髓标本,对其进行染色体核型分析和荧光原位杂交技术检测,并整理分析患者临床资料。结果世界卫生组织(WHO)分型的各亚型中,骨髓增生异常综合征伴原始细胞增多Ⅰ型(MDS-EB-1)和骨髓增生异常综合征伴原始细胞增多Ⅱ型(MDS-EB-2)组的FISH异常染色体检出率高于CCA法,差异有统计学意义(P<0.05),而两种检测方法对其他亚型的异常染色体检出率无统计学意义(P>0.05);同时,两种方法的联合诊断异常染色体总检出率高于CCA法,差异有统计学意义(P<0.05);进一步采用修订版国际预后积分系统(IPSS-R)进行等级评分,结果提示联合诊断风险等级显著高于单独CCA检测,差异有统计学意义(P<0.05)。结论FISH联合CCA法可显著提高MDS患者的染色体异常检出率,在MDS的诊断、分型甚至预后分层都具有显著指导意义。

甘蔗与斑茅杂交染色体组构成特征研究

斑茅是甘蔗重要的野生种质资源,渗入斑茅血缘来提高甘蔗抗性是目前甘蔗育种的重要途径之一。对甘蔗与斑茅杂交后代进行染色体分型有利于高效利用斑茅的各种优异性状。本研究利用斑茅特异引物鉴定斑茅与甘蔗杂交高世代材料的真实性,通过荧光原位杂交对甘蔗与斑茅染色体进行分型,以探究斑茅和甘蔗染色体在子代中的遗传与分离,并分析其染色体组结构特征。结果表明,杂交群体中有30份为斑茅的真实后代,包含斑茅染色体从1~10条不等,说明其后代群体基本服从n+n的遗传方式,占整个真实后代群体的60%。斑茅与甘蔗发生染色体水平的重组约16.67%,并且斑茅与不同血缘甘蔗重组的概率趋近一致。割手密种特异探针共定位结果表明,斑茅血缘的渗入降低了近现代栽培甘蔗种中热带种血缘与重组血缘的占比,并同时提高了割手密血缘的比例。本研究分析的甘蔗与斑茅杂交后代中不同血缘染色体组的遗传及结构特点,为提高斑茅种质资源在甘蔗育种中的开发利用提供了细胞遗传学基础。

基于FISH和GISH技术的芝麻栽培种和野生种染色体组特征比较分析

为揭示胡麻属物种进化特征,探究胡麻属基因组结构演变及物种进化,促进野生资源的开发利用,以芝麻栽培种豫芝11号和2n=26类型野生种S.alatum 3651为试验材料,采用荧光原位杂交(FISH)和基因组荧光原位杂交(GISH)技术对芝麻栽培种和野生种染色体组特征进行分析。结果表明,芝麻栽培种和野生种均为2n=2x=26类型;rDNA-FISH杂交结果显示,栽培种的13对染色体中,3对染色体(第7、8、9对染色体)的短臂端部携带45S rDNA特异信号,显示为随体特异染色体;2对染色体(第5、11对染色体)的短臂携带5S rDNA特异信号,5S rDNA与45S rDNA信号位于不同染色体上。野生种的13对染色体中,有2对染色体(第4、7对染色体)携带45S rDNA杂交信号,1对染色体(第4对染色体)携带5S rDNA特异信号,5S rDNA与45S rDNA信号位于同一染色体不同位置,表明栽培种与野生种的染色体组特征差异较大。GISH杂交结果显示,分别以栽培种和野生种的基因组DNA作探针与自身染色体杂交,每条染色体上携带不同强弱的杂交信号,而与对方染色体杂交,均表现出极少的杂交信号。芝麻栽培种和野生种具有相同的染色体数目,但染色体rDNA数量、分布及其GISH信号均存在明显差异,说明栽培种和野生种亲缘关系较远。

884例性染色体异常胎儿产前诊断结果分析

目的 对884例无创产前筛查(NIPS)提示性染色体异常的羊水样本进行核型分析、荧光原位杂交技术(FISH)和拷贝数变异测序(CNV-seq)检测,探讨不同方法在产前诊断中的价值。方法 选取2015年1月—2022年12月天津市中心妇产科医院孕早期NIPS提示胎儿为性染色体异常的孕妇884例,于孕中期采集羊水样本,进行羊水细胞核型分析和FISH检测,对结果不一致或培养失败的样本进一步行CNV-seq检测。结果 884例孕妇中,有341例(38.6%)检出异常核型,11例(1.2%)羊水细胞培养失败。NIPS性染色体阳性预测值为39.2%(341/873)。341例核型分析异常样本中,最常见的核型异常类型是47,XXY(108例),其次为47,XXX(80例)、47,XYY(68例)、45,X(18例),共检出51例嵌合体。884例孕妇中,有862例FISH检测结果与核型分析或CNV-seq结果一致,FISH的阳性预测值为97.5%;24例与核型分析结果不一致,进一步行CNV-seq检测,有22例CNV-seq结果与核型分析结果一致,并能相互补充分析;2例不一致样本中,1例核型分析结果为46,~+mar,FISH和CNV-seq结果均为45,X;1例核型分析结果为嵌合Y染色体异染色质区缺失,FISH和CNV-seq结果均为嵌合体,结构未见异常。结论 NIPS提示性染色体异常时,建议首选FISH和核型分析联合检测,可快速、准确地诊断染色体异常。对于疑似染色体特殊结构异常,建议进行FISH、核型分析和CNV-seq联合检测,可明确遗传学病因。

荧光原位杂交技术在性染色体异常产前诊断中的应用

目的:探讨荧光原位杂交(FISH)技术在性染色体异常产前诊断中的应用。方法:回顾性分析100例因无创产前检测提示性染色体异常高风险的孕妇资料,在郑州大学第三附属医院产前诊断中心接受羊膜腔穿刺行FISH检测,同时进行染色体核型分析、全基因组低深度测序(CNV-seq)或染色体微阵列分析(CMA)检测,收集检测结果和孕妇妊娠结局,比较FISH和其他技术(染色体核型分析、CNV-seq或CMA)结果的一致性。结果:羊水FISH检出38例性染色体异常,其中22例为性染色体数目异常,与其他检测方法结果一致;16例为性染色体嵌合体,有6例FISH结果与其他检测方法结果不一致。其他检测方法检出FISH未检出的性染色体异常病例5例。FISH与其他检测方法结果一致性较好(Kappa=0.788,P<0.001)。FISH联合其他检测方法共检出性染色体异常病例43例,终止妊娠21例,分娩活产胎儿15例,分娩死胎1例,6例失访。结论:FISH技术在产前诊断中对性染色体异常的诊断有着重要的应用价值,但因技术的局限性,适合和其他的遗传学诊断技术联合应用,共同提高产前诊断检出率。

羊水产前诊断胎儿性染色体异常362例分析

目的分析产前诊断胎儿性染色体异常结果,探讨无创产前检测(NIPT)、荧光原位杂交技术(FISH)、染色体核型分析、微阵列芯片技术(CMA)等联合应用的优势。方法收集2018-2022年于我中心行孕中期羊膜腔穿刺术的孕妇资料,对性染色体异常的结果进行统计分析。结果行羊水分析15224例,检出性染色体异常362例(2.4%),包括非整倍体异常305例(84.3%)与结构异常(含嵌合异常)57例(15.7%)。不同产前诊断指征孕妇染色体异常检出率差异具有统计学意义(P<0.001),其中NIPT提示性染色体异常孕妇的检出率为48.37%。47,XXY的检出率在不同年龄组间的差异有统计学意义(χ^(2)=4.97,P<0.05)。多种技术联合应用将复杂异常检出率由2.1%提高到了2.4%。结论NIPT检测对于筛查胎儿性染色体异常具有显著意义。羊水产前诊断性染色体异常主要为数目及嵌合体异常,其中47,XXY与年龄因素显著相关。染色体核型分析联合FISH及CMA检测有助于复杂性染色体异常的明确诊断。

多荧光标记引物增强甘蔗染色体寡聚核苷酸探针杂交信号

荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)是植物分子细胞遗传学研究最为重要的手段之一。近些年,基于参考基因组设计的低拷贝寡聚核苷酸探针在FISH中应用得越来越广泛。然而,由于植物基因组中分布大量的重复序列,这使得oligo-FISH的分辨率存在一定局限性。利用包含多个荧光基团的荧光PCR引物,扩增出甘蔗染色体特异oligo探针,并进一步优化甘蔗的荧光原位杂交体系,提高了甘蔗oligo探针识别近缘物种染色体的效率。通过开发多荧光标记的甘蔗oligo探针以及甘蔗荧光杂交体系的优化,有效拓宽荧光信号的最小分辨率,提高信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),并成功基于甘蔗oligo探针对高粱1-10号染色体分型。多荧光标记引物增强oligo探针信号的新方法及FISH体系的优化为今后在其他物种中提高oligo-FISH鉴定染色体及捕捉微弱的荧光信号提供了参考。

江西地区骨髓增生异常综合征的染色体分布及其预后价值的评估

目的探讨江西地区骨髓增生异常综合征的染色体分布及其预后价值的评估。方法采用常规染色体核型分析(CCA)和荧光原位杂交(FISH)技术对308例初诊骨髓增生异常综合征(MDS)患者进行染色体检测。结果联合两种方法共检出染色体异常患者140例,检出率为45.45%,其中-5/5q-、-7/7q-、+8和-20/20q-等的检出率最高;根据原始细胞比例进行分组,结果提示核型异常组与核型正常组之间原始细胞比例差异有统计学意义(χ^(2)=29.337,P<0.05);进一步采用修订版国际预后积分系统(IPSS-R)进行等级评分,结果提示不同风险等级分组的核型差异有统计学意义(χ^(2)=207.412,P<0.05)。结论染色体异常的检出对MDS初诊诊断至关重要,同时原始细胞比例越高的染色体异常越多,IPSS-R风险等级越高的分组染色体异常也越多。

植物远缘杂交中的染色体行为及其遗传与进化意义

远缘杂交与多倍体化在高等植物的进化中起着重要的作用。但矛盾和令人费解的现象是“自然界在合成多倍体方面取得了巨大的成功,而人类在这方面却收效甚微”。其原因一方面可能是自然多倍体是长期自然选择和进化的产物,人类难以在短期内重复和完成这一过程;另一方面可能对不同的染色体组结合后的遗传与互作机制还不太了解。故多倍体化后的遗传和表观遗传成了目前多学科研究的重点。在有些有性和体细胞杂种内亲本染色体在细胞内分开排列,但此染色体行为的遗传和生物学意义还不太清楚。在植物远缘杂交中出现的假配生殖、半配生殖、染色体消除和亲本染色体组分开等异常染色体行为,也反映出不同物种在配子和染色体水平上的不亲和。需对植物远缘杂交中的染色体行为和遗传进行不同层次与系统的研究,才可能深入了解杂交后新种的形成及进化机制。

胡桃楸高质量中期染色体制片及rDNA的物理定位

【目的】以胡桃楸雄花序为材料,建立染色体形态良好、染色体分散且无细胞质背景的胡桃楸高质量染色体制片技术,为深入开展胡桃楸分子细胞遗传学研究提供参考。【方法】通过卡宝品红压片观察花药发育进程,采集花药细胞处于分裂旺盛阶段的雄花序,分别采用1 MPa一氧化二氮(N2O,笑气)、0.7 mmol·L^(-1)环己酰胺、2 mmol·L^(-1)8-羟基喹啉对花序进行不同时间预处理。剥开花序取出花药,酶解后制成悬液,在55℃的烤片机上涂片。以45S rDNA和5S rDNA为探针,对中期染色体进行原位杂交。【结果】1)当雄花序颜色鲜绿、长度达到约1.5 cm、花药顶端变为红色时,花药细胞分裂旺盛,可以观察到大量小孢子母细胞和中期分裂相。因此,为了获得丰富的有丝分裂中期分裂相,取材最佳时机是雄花序中上部的花药顶端变红时,可以保证雄花序中大部分花药处于旺盛分裂期。2)2 mmol·L^(-1)8-羟基喹啉预处理4、6、8 h的染色体都均凝缩不充分,边缘不清晰,拖尾明显,且大部分着丝粒无法辨认;0.7 mmol·L^(-1)环己酰胺预处理4 h的染色体较长,凝缩不充分,拖尾严重,预处理6 h的染色体凝缩适当,形态清晰,大部分着丝粒可以辨认,预处理8 h的染色体边缘清晰,但凝缩过度,着丝粒不明显;1 MPa N2O预处理2 h的染色体长度适中,但凝缩不充分,边缘模糊,处理3、4 h的染色体凝缩程度都较高,染色体较为粗短,染色体间形态差异不明显;此外,N2O预处理4 h的染色体中,有部分会出现粘连拉丝的情况。因此,胡桃楸雄花序最合适的预处理条件为0.7 mmol·L^(-1)环己酰胺处理6 h。3)胡桃楸染色体数为32,染色体基数为16(2n=2x=32)。45S rDNA和5S rDNA探针在胡桃楸染色体上均产生明亮的FISH信号。45S rDNA的杂交信号位于1对中着丝粒染色体的着丝粒附近,2条染色体上的信号强度相近;5S rDNA的杂交信号位于另外1对中着丝粒染色体的着丝粒附近,2条染色体上的信号强度一强一弱。【结论】以胡桃楸花药顶端变红的雄花序为材料,成功建立胡桃楸高质量中期染色体制备及FISH技术体系,为核桃属植物的分子细胞遗传学研究奠定基础,也为花药量大的植物获取高质量染色体制片提供了参考。

草莓属植物染色体观察及种间杂交研究初报

通过对从国内外所收集到的部分野生草毒（Fragaria）的染色体数目的观察得知，野生草莓中二倍体类型居多，占12份；八倍体类型3份。在国内首次发现了五倍体类型，结合植物学性状观察确定，6份属于森林草莓（F．vesca）；2份属于黄毛草莓（F．nilgerrensis）；1份属于五叶草莓（F．pentaphylla）；2份属于弗州草莓（F．virginiana）1份属于智利草莓（F．chiloensis）；2份为种间杂种，还有3份的分类地位尚需进一步研究确定，利用五倍体草莓与八倍体栽培草莓杂交，得到了育性较高的六倍体植株．五倍体的发现和六倍体的获得为利用我国野生草莓资源提供了新途径。

特纳综合征患者额外小标记染色体的鉴定与分析

目的探讨染色体核型分析联合荧光原位杂交(FISH)和染色体微阵列分析(CMA)技术对特纳综合征(TS)患者额外小标记染色体(sSMC)的鉴定与分析,并预测sSMC的染色体核型。方法选取2020年1月至2022年12月经外周血染色体核型分析确诊为TS的5例患儿,使用FISH和CMA技术对sSMC的来源与结构组成进行分析。结果FISH结果提示5例TS患者的sSMC均被鉴定出来,其中2例sSMC来源于Y染色体,3例来源于X染色体,并且所有患儿均存在染色体嵌合现象。CMA结果提示5例患儿均存在异常的染色体拷贝数变异,其中2例患儿存在Y染色体片段的扩增,2例患儿存在X染色体的片段缺失,1例患儿存在整条X染色体缺失。结合染色体核型分析、FISH和CMA结果,除1例染色体低比例嵌合者外,其他4例患儿均可预测出该sSMC的染色体核型。结论染色体核型分析、FISH和CMA技术联合可以准确预测出sSMC的核型,但在染色体嵌合水平较低时无法预测出sSMC的核型。

石竹属植物染色体倍性、花粉活力及种间杂交结实率研究

【目的】石竹属植物种间杂交能产生不同的花色和花型的后代,对育种具有重要的意义。【方法】采用压片法鉴定石竹属植物的倍性,醋酸洋红染色观察花粉的活力,并对不同杂交组合结实率及杂交亲合指数进行研究。【结果】研究发现香石竹‘Nogalte’、‘D. P Barbara’、‘Thomas’、‘Red Barbara’、‘NH6’、‘NH10’和‘冬梅’以及石竹属的瞿麦、中国石竹、头石竹和须孢石竹为二倍体(2n=2x=30),常夏石竹为六倍体(2n=6x=90);石竹属植物花粉活力较高,在69. 17%～94. 97%;不同石竹种间杂交座果率和每果种子数各不相同,座果率在0%～100%,每果种子数在0～42. 64颗。【结论】石竹属种间杂交组合除少数组合外都具有亲合性,该项研究对石竹种间杂交育种具有指导意义。

新麦草基因组重复序列组成及在赖草属物种染色体上的分布

新麦草(Psathyrostachys juncea)被认为是赖草属植物的一个重要祖先物种。对新麦草中高度重复序列Cot-1 DNA文库克隆测序分析鉴定,结果表明新麦草Cot-1 DNA文库中的序列可以分为6种类型:反转座子、转座子、卫星DNA、抗病相关LZ-NBS-LRR、未能鉴定类型、反转座子LTR和LTR/Copia类型序列组合型,占比分别为49.5%、1.0%、28.7%、5.9%、13.9%和1.0%。进一步利用2种卫星DNA序列和5个反转座子序列为探针,对新麦草、赖草(Leymus secalinus)和2个大赖草(L. racemosus)材料进行染色体荧光原位杂交,结果表明卫星DNA序列TaiI-family和pSc250-family杂交信号主要分布在染色体的端部,TaiI-family杂交信号数量分别为20、16、7和18,而卫星DNA序列pSc250-family在新麦草、赖草中的杂交信号数量分别为17和24,在2个大赖草材料均没有信号检出。反转座子序列在3个物种染色体上基本呈散布分布方式,而且在赖草属物种染色体分布呈现同质化倾向,其中克隆序列pPj-44和pPj-28在新麦草和赖草属物种间信号分布差异显著,分别提示在异源多倍化过程中存在序列扩张和收缩,克隆序列pPj-77仅在1个大赖草材料10个染色体杂交信号强度区别于其余染色体。研究结果表明,新麦草重复序列在赖草多倍体形成过程发生了快速进化并可能存在同质化扩散,同时赖草属不同物种基因组间重复序列组成可能存在显著差异。

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。

染色体原位杂交技术与植物体细胞杂种遗传鉴定

染色体原位杂交技术近年发展较快,已广泛应用于植物遗传育种实践。在植物体细胞杂种遗传鉴定方面,染色体原位杂交技术也日益显示出其优势,可用于倍性变异的来源检测,非对称杂种的非对称程度确认,融合双亲的基因组互作、染色体行为分析,以及融合双亲染色体在体细胞杂种有性过程中的传递等。还探讨了染色体原位杂交技术在柑桔远缘体细胞杂种遗传鉴定中的应用前景。

植物染色体原位杂交技术的发展与现状

本文主要介绍植物染色体原位杂交技术的发展历史 ,评述适用于不同研究目的的各种主要原位杂交技术的基本原理和方法 ,并介绍该技术在植物细胞遗传学领域的应用和发展。

禾本科植物染色体消除型远缘杂交的研究进展

植物远缘杂交是作物育种中广泛应用的技术。除了核型稳定的种间杂交可以获得杂种以外，还可以利用核型不稳定的种间杂交后父本染色体消除的现象，通过胚培养和染色体加倍处理获得加倍单倍体（ＤＨ）植株。然而从小麦×玉米杂交获得的ＤＨ后代与其理论上应完全同质的遗传表现却不相符，总有２～５％的ＤＨ植株发生了形态学变异。最近的研究证明，通过小麦×玉米的受精作用，一些玉米特异ＤＮＡ可以被转移到小麦ＤＨ后代的基因组中。