棉花细菌人工染色体的荧光原位杂交(BAC-FISH)技术

细菌人工染色体荧光原位杂交(BAC-FISH)技术是植物染色体识别、物理作图等分子细胞遗传学研究的重要工具,但对于某些物种尤其是多倍体植物,由于大量重复序列的存在等问题,使得该技术应用受到很大的限制.通过选择棉花分子遗传图中高重组区的微卫星位点(simple sequence repeats,SSR)标记的策略,筛选到不含或含有少量重复序列的细菌人工染色体(BAC)克隆,同时,在通用FISH技术程序基础上,通过改进发根、变性、洗脱条件等步骤,构建出适合于棉花的BAC-FISH技术,简化了操作流程的同时,获得稳定的杂交结果及较高的检出率;并通过将一随机获得的BAC进行染色体的物理定位,进一步引入双探针、双色及重复杂交技术,显示了该技术的成熟与良好的应用前景和价值.

细菌人工染色体荧光原位杂交技术的应用

目前,覆盖人类、植物、畜禽、微生物等100多种物种全基因组的细菌人工染色体文库在不同时间、不同群体中相继产生,为物种基因资源的保存、基因组学和后基因组学的研究提供了可靠的材料。细菌人工染色体与荧光原位杂交技术的结合能够将物种的大片段基因组DNA杂交在染色体上,确定基因或标记物在染色体上的物理位置,从而成为细胞和分子生物学领域中必不可少的工具。论文对细菌人工染色体荧光原位杂交技术在染色体结构与核型分析、疾病与肿瘤病原学研究、基因和标记物的定位与细胞遗传图谱绘制、基因组比较作图及物种进化中的应用和发展进行了综述。

苹果细菌人工染色体双色DNA纤维荧光原位杂交体系的建立及应用

【目的】建立苹果DNA纤维荧光原位杂交(Fiber FISH)技术体系,从而为利用该技术确定苹果基因组DNA序列间的位置关系、构建精细物理图谱等方面的应用奠定基础。【方法】以‘Florina’苹果幼叶为试材,通过液氮研磨,尼龙膜过滤和TritonX-100去除叶绿素等步骤提取细胞核。细胞核经碱裂解,采用盖玻片拉伸方法制备DNA纤维。比较细胞核不同裂解时间和在5种不同包被类型的载玻片上DNA纤维拉伸的效果。用碱裂解方法提取来自苹果‘Florina’自交不亲和S9基因座的4个细菌人工染色体(Bacterium Artificial Chromosome)BAC 34G16、BAC 45M19、BAC 70J19和BAC 69A4。提取的质粒经PEG纯化,用地高辛或生物素标记探针。探针与DNA纤维制片经过80℃变性、37℃杂交2—3 d和洗片,采用"三明治"方法进行信号放大和检测,在荧光显微镜下观察试验结果。【结果】建立了以苹果幼叶为材料,液氮研磨提取细胞核,碱裂解细胞核和盖玻片拉伸制备DNA纤维的试验方法。提取的细胞核纯净、结构完整,细胞核浓度>5×103个/μL。试验结果表明,细胞核裂解4 min,在多聚赖氨酸包被的载玻片上制备的DNA纤维平直、伸展均匀,纤维量多、细长,效果好。经原位杂交和信号检测,获得了清晰的、具有Fiber FISH典型特征的"念珠状"杂交信号。对已知大小和位置关系的两个BAC克隆BAC 34G16和BAC 45M19进行杂交信号测量和分析,得出BAC克隆大小(Y,Kb)与信号长度(X,μm)的相关方程为Y=3.47X(R2=0.9215),其斜率即为该试验技术体系Fiber FISH的分辨率3.47 kb·μm-1。试验对未知大小和位置关系的两个BAC克隆BAC 70J19和BAC 69A4成功地进行了鉴定,它们大小分别为(112.1±18.4)kb和(133.2±16.3)kb,之间有(90.2±7.3)kb的重叠区域。【结论】建立了以苹果幼叶提取细胞核,制备DNA纤维和原位杂交的方法,获得了高分辨率的苹果DNA纤维原位杂交试验技术体系。

用细菌人工染色体文库和原位杂交技术定位猪糖原脱支酶基因

依据人糖原脱支酶(基因名为AGL)基因序列设计引物,利用两步-四维聚合酶链式反应筛选法从猪细菌人工染色体文库中筛选出含猪糖原脱支酶基因的阳性克隆。通过荧光原位杂交和人第1号染色体与猪第4号染色体同源区域的比较将猪的AGL基因定位于猪第4号染色体q16-qter区域。

利用染色体C-分带和双色荧光原位杂交技术鉴定普通小麦-黑麦-簇毛麦双重易位系1RS·1BL,6VS·6AL

为改进小麦－黑麦 １ＲＳ· １ＢＬ易位系的抗病性，丰富栽培小麦品种的遗传多样性，本文通过１ＲＳ·１ＢＬ与６ＶＳ·６ＡＬ易位系杂交，在后代中利用染色体ＣＷ带技术从杂种Ｆ２中鉴定出小麦－黑麦－簇毛麦双重易位纯合体 １ＲＳ· １ＢＬ，６ＶＳ· ６ＡＬ（２ｎ＝ ４２），ＰＭＣ ＭＩ染色体平均构型为１９．１４ ＋１．８６ ，表明该易位系具有良好的细胞学稳定性；利用生物素和地高辛分别标记的黑麦和簇毛麦基因组ＤＮＡ为探针进行双色荧光原位杂交，在ＲＴＣ和ＰＭＣ中均清晰地观察到呈黄绿色的黑麦染色质和呈红色的簇毛麦染色质，小麦染色质呈蓝色，进一步证实了Ｃ－分带结果。该易位系育性正常，并具有良好的农艺性状和白粉病抗性，是同时利用１ＲＳ·１ＢＬ和６ＶＳ·６ＡＬ易位染色体进行小麦品种改良和遗传研究的有用种质。

荧光原位杂交及染色体核型分析在典型及非典型慢性粒细胞白血病的应用

慢性粒细胞白血病（CML）是一种起源于造血干细胞的恶性克隆性疾病,90%以上的CML可检测到Ph染色体或BCR/ABL融合基因,Ph染色体是其特征性的细胞遗传学改变。非典型慢性粒细胞白血病（aCML）属于骨髓增生异常/骨髓增生性疾病范畴,

细菌人工染色体携带的表达FGF18-绿色荧光蛋白重组体的构建

目的构建由细菌人工染色体(BAC)携带的表达FGF18-绿色荧光蛋白(GFP)的重组体,用于生产转基因小鼠,筛选表达FGF18的特定细胞。方法分别克隆FGF18基因启动子区域的5'同源臂和3'同源臂,插入到pBS-GFP-kan质粒的左右两段,构建携带FGF18同源臂的质粒。提取含有FGF18基因全长的bMQ-282D14 BAC,转化到SW105细菌中并筛选阳性克隆,之后再将带有FGF18基因同源臂的pBS-GFP-Kan质粒转化到该细菌内,在42℃实现基因同源重组,将GFP基因插入到FGF18基因的启动子区。结果经过氯霉素与卡那霉素的正负筛选,选出FGF18-GFP阳性的菌株,提取出构建好的BAC。结论成功构建了BAC携带的FGF18-GFP重组体,可用于转基因小鼠生产。

荧光原位杂交技术在流产绒毛细胞或死胎组织染色体检测中的应用

流产是指孕妇妊娠不足28周，胎儿体质量不足1000g而终止妊娠，分为自然流产和人工流产。过期流产是流产的一种特殊情况，指胚胎或胎儿已死亡滞留官腔内未能及时排出者，死胎指妊娠20周后胎儿在子宫内死亡。自然流产占妊娠总数的10％～15％，其中早期流产占80％以上。导致流产的原因较多，包括遗传基因缺陷、母体因素、胎盘内分泌功能不足、环境因素、免疫因素等。

Alu-PCR联合荧光原位杂交技术鉴定bcr基因相关YAC克隆

目的制备慢性髓细胞性白血病（ＣＭＬ）ｂｃｒ基因重排的ＤＮＡ探针。方法应用Ａｌｕ－ＰＣＲ和荧光原位杂交（ＦＩＳＨ） 技术，对３个酵母人工染色体（ＹＡＣ）候选克隆进行鉴定，制备ＤＮＡ探针，并经正常人外周血淋巴细胞和慢性髓细胞性 白血病患者骨髓细胞筛选。结果确定了ＹＡＣ７６５Ｅ３为非嵌合体，定位于染色体２２ｑｌｌ ｂｃｒ基因区域，而且可在Ｐｈ染 色体阳性细胞中易位至９ｑ３４。探针特异性杂交效率达９５％。结论ＦＩＳＨ技术是染色体、染色体畸变鉴定和染色体上特 殊序列定位的重要检测方法。联合应用Ａｌｕ－ＰＣＲ技术特异性扩增载体ＹＡＣ中人类基因组来源的ＤＮＡ制备探针，为慢性髓细胞白血病的诊断和监测微小残留病提供了一个新的手段。

利用Red系统快速改构含鼠β-酪蛋白基因的细菌人工染色体

采用Red系统介导的同源重组方法对含有鼠β-酪蛋白基因的RPCI23-440C1BAC进行快速改构。首先通过PCR方法,获得两端带有鼠β-酪蛋白基因同源序列的tPAm-Zeo同源重组片段,然后将此同源重组片段电击转化至已含有编码Red重组酶质粒的RPCI23-440C1BAC菌中,在λRed重组系统的帮助下,通过同源重组片段两端与RPCI23-440C1中β-酪蛋白同源的序列在菌体内与β-酪蛋白基因发生同源重组,将其置换。最后利用Zeocin抗性基因两侧的FRT位点,通过FLP位点专一性重组将抗性基因剔除。经Southern blot和序列分析鉴定表明,获得了重组正确且无编码两种重组酶质粒的tPAm-RPCI23-440C1BAC克隆。

细菌人工染色体标记-微球鉴别/分离法在产前诊断中的临床应用价值

目的:探讨细菌人工染色体标记-微球鉴别/分离法(BoBs)在产前诊断中的临床应用价值。方法:对2015年1月至2018年4月空军军医大学第一附属医院4882例有产前诊断指征的孕妇羊水细胞行染色体核型分析和BoBs检测,检测结果进行比较分析。结果:4882例羊水中共检出胎儿染色体异常289例,异常检出率5.92%。其中染色体核型分析检出271例,BoBs检出266例。不同产前诊断指征下,无创产前检测高风险组的染色体异常检出率最高,占56.00%。289例异常核型中,染色体非整倍体239例,BoBs检测结果与染色体核型分析结果吻合;染色体微缺失/微重复综合征21例,染色体核型分析仅检出3例;性染色体嵌合11例,BoBs检出6例;染色体结构异常18例,BoBs均未检出。结论:BoBs技术是一种可靠的检测技术,可以全面快速检测胎儿染色体非整倍体及9种常见的微缺失/微重复综合征,与染色体核型分析联合可以提高产前诊断的效率及准确性,具有较高的临床应用价值。

用同源重组法修饰含人α类珠蛋白基因簇的细菌人工染色体

采用RecA蛋白介导的同源重组的方法 ,对本实验室筛选出的包含完整人α 类珠蛋白基因簇的细菌人工染色体 (BAC)DNA进行删除修饰。首先采用PCR的方法 ,分别在预删除的HS - 40增强子区域的上游和下游克隆长度约为 5 0 0bp的两段同源序列 ,并一起克隆到构建载体 pBV的XbaI和HindIII位点上 ,SalI酶切后回收 1kb左右的片段并克隆到温度敏感的穿梭质粒 pSV -RecA中 ,转化带有人α 类珠蛋白基因簇的BACDNA的感受态大肠杆菌DH10B ,经氯霉素正筛选和镰孢菌酸的负筛选 ,获得发生两次同源重组后只含BACDNA而穿梭载体已丢失的菌株 ,经Southern杂交鉴定 ,获得了HS - 40被定位删除的BAC突变体克隆。

细菌人工染色体文库及其应用

细菌人工染色体是１９９２年以来发展起来的一种新型克隆载体，用于构建人、动物、植物核基因组ＤＮＡ大片段插入文库。细菌人工染色体在文库构建中具有转化效率高、构建文库简单、嵌合体少、插入片段容易回收、在寄主细胞中插入片段稳定性好、插入片段较大等优点。细菌人工染色体文库的构建对于基因组较大的真核生物基因组学研究具有重要作用，该文库可用于真核生物重要性状基因及全基因组的物理作图、重要农艺性状基因的图位克隆、基因结构及功能分析等研究。本文主要综述了细菌人工染色体文库的构建及其在图位克隆基因、荧光原位杂交、全基因组物理作图等研究中的应用进展。

用高分辨G带和人工细菌染色体荧光原位杂交技术分析中国儿童孤独症患者的染色体改变(英文)

目的检测中国儿童孤独症患者的特征性染色体改变。方法应用高分辨G带和人工细菌染色体(bacterialartificialchromosome,BAC)荧光原位杂交(flourescenceinsituhybridization,FISH)分析68例中国儿童孤独症患者的染色体改变。结果用G带分析观察到有染色体改变的4例患者,分别为1例t(4;6)(q2324;p21)、1例21p+和2例9号染色体臂间倒位。BACFISH进一步证实易位病例,而且更精确[t(4;6)(q2526;p21.1)];涉及7号、15号、2号染色体的BACFISH均未观察到文献中报道的染色体改变;而9号染色体的臂间倒位和21p+因无BAC克隆而无法证实。结论用G带和BACFISH发现少数中国孤独症患者有染色体改变,但远没有文献中报道的10%～48%那么高。BACFISH有助于精确地确定染色体易位断裂点。

水稻BAC在玉米有丝分裂染色体上FISH杂交体系的构建

以水稻细菌人工染色体(BAC)为探针在玉米有丝分裂的细胞学制片上进行荧光原位杂交(FISH),探讨玉米基因组CotDNA对BAC探针重复序列的封阻、杂交后洗脱的严谨度、杂交液中FAD的浓度变化、水稻BAC探针的特异性重复序列的封阻对FISH杂交信号特异性的影响.初步形成了一套以水稻BAC探针在玉米有丝分裂染色体上进行BAC-FISH杂交的优化技术体系.研究结果表明使用玉米基因组CotDNA来封阻水稻BAC探针的重复序列玉米基因组CotDNA的Cot值应小于50,同时还需根据不同探针调整CotDNA的Cot值及与探针的比例;而降低杂交液中FAD浓度和适度控制杂交后洗脱的严谨度,尤其是使用水稻BAC探针本身特异的重复序列的封阻对BAC-FISH杂交信号特异性的改善具有较好的效果.

BACs-on-Beads技术在快速诊断常见染色体异常中的应用

目的探讨细菌人工染色体标记-微球鉴别分离技术(BACs-on-Beads,BoBs)在快速诊断常见染色体异常中的应用。方法利用BoBs和染色体核型分析技术对856例孕妇的羊水标本进行检测,统计分析两种检测方法的一致性。结果856例孕妇共检出155例染色体异常病例,总体异常率为18.11%。两种方法同时检出141例染色体异常(包括136例非整倍体和5例嵌合体),染色体核型分析单独检出9例染色体异常(包括4例嵌合体和5例平衡易位),BoBs单独检出5例染色体微缺失/微重复。在染色体数目异常检出方面,BoBs和染色体核型分析的一致率为100%,对嵌合体检测的符合率为55.56%,对平衡易位和微缺失/微重复检测的符合率为0%。结论BoBs技术可以快速检测常见染色体数目异常及部分染色体微缺失/微重复,但存在漏诊风险。仅根据BoBs检测结果对胎儿作进一步处理存在一定风险,BoBs检测与染色体核型分析联合应用可以快速诊断常见染色畸形以减轻孕妇心理负担。

用于目标序列染色体定位的镜鲤BAC-FISH体系构建

为了构建用于镜鲤(Cyprinus carpio var.specularis)特定基因组序列染色体定位的实验体系,在细菌人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome,BAC)文库筛选池中对已知短序列基因组片段进行PCR扩增,筛选出包含目标序列的BAC克隆,提取BAC质粒进行缺刻平移标记制备探针,开展荧光原位杂交(Fluorescencein situ hybridization,FISH)实验。通过对染色体片前处理、BAC质粒探针制备、C0t-1 DNA封闭基因组重复序列、预杂交、荧光染料选择、信号放大等一系列实验条件和方法的探索优化,成功实现了目标序列在镜鲤有丝分裂中期染色体上的定位。定位对象既包括在染色体上有单一位点的序列,如斑马鱼微卫星标记Z6884和Z4268,也包括在染色体上有多个位点的重复序列,如黄河鲤性别相关标记CCmf1。来自斑马鱼同一条染色体上的两个微卫星标记被分别定位于镜鲤不同染色体上,为鲤鱼染色体数目加倍的进化假设提供了一项直接实验证据,同时将现有遗传连锁图谱与染色体对应起来,可作为染色体识别和细胞遗传学图谱构建的依据。黄河鲤性别相关重复序列被定位于不少于四条染色体上,为性别决定相关基因的筛查提供了研究线索。这一BAC-FISH实验体系将成为鲤细胞遗传学图谱构建、基因组进化和比较基因组学研究中的重要研究工具。

荧光原位杂交技术及染色体核型分析在罗伯逊易位型21-体检测中的应用

目的通过对孕妇羊水进行染色体核型、荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization,FISH）分析，探讨两者联合检测在诊断罗伯逊易位型21-三体中的应用价值。方法为2010年1月至2011年12月进行产前诊断的孕妇抽取羊水，经体外细胞培养后进行G显带染色体核型分析。对发现的5例罗伯逊易位采用FIsH检测间期细胞13、18、21及x／Y的染色体数目，并分析孕妇及其丈夫外周血染色体核型。结果两个胎儿父母外周血染色体核型正常，其中一个胎儿羊水染色体核型为46，XY，rob（21；21）（q10；q10），FISH检测提示其为21-二体，另一个胎儿核型为46，XY，rob（14；21）（q10；q10），FISH检测证实其为21-三体。另外3个胎儿母亲外周血染色体核型分别为45，XX，rob（14；21）（q10；q10）、45，XX，rob（15；21）（q10；q10）、45，XX，rob（21；22）（q10；q10），其羊水染色体核型分别为46，XX，rob（14；21）（q10；q10）、46，XY，rob（15；21）（q10；q10）、46，XX，rob（21；22）（q10；q10）。FISH检测证实其均为21-三体。结论染色体核型分析结合FISH检测有助于明确罗伯逊易位型21-三体的诊断，但FISH检测同源罗伯逊易位型21-三体征有一定局限性。

16例无创产前检测8号染色体异常病例的产前诊断结果及妊娠结局分析

目的探讨无创产前检测(non-invasive prenatal testing,NIPT)提示8号染色体异常病例的产前诊断、遗传学咨询和妊娠结局。方法2016年4月1日至2022年10月31日,在中国医学科学院北京协和医院进行NIPT检测的孕妇中,结果为8号染色体异常且接受产前诊断的孕妇共16例。所有病例均接受羊膜腔穿刺术,进行羊水细胞染色体核型分析及染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis,CMA),部分病例进行针对8号染色体的未培养细胞的荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)。回顾性分析患者的临床资料、产前遗传学诊断结果和妊娠结局。结果①13例未提示其他染色体异常,为孤立性NIPT 8号染色体异常组。其中1例为胎儿8-三体嵌合体,经咨询后继续妊娠,后续超声检查未见异常,随访新生儿未见异常。其余12例产前遗传学检测均未见异常,除3例失访之外,所有病例均继续妊娠,随访新生儿均未见异常。②3例同时提示其他染色体异常,为非孤立性NIPT 8号染色体异常组。其中1例产前诊断结果为16-三体嵌合体,超声发现胎儿心脏异常,终止妊娠。其余2例产前遗传学检测未见异常,1例在孕29周发现孕妇罹患左侧乳腺癌,行剖宫产终止妊娠,随访新生儿未见异常;另1例失访。结论对于NIPT提示8号染色体异常的病例,应进一步行产前诊断,遗传学检测的方案建议包含染色体核型分析、CMA和未培养细胞的FISH分析。对于产前诊断胎儿8-三体嵌合体的病例,应进行详细的遗传咨询,如果超声检查未见异常,一般预后良好,可以考虑继续妊娠。

稻属不同染色体组着丝粒BAC克隆的分离和鉴定

着丝粒在真核生物有丝分裂和减数分裂染色体正常的分离和传递中起着重要的作用。通过构建5个稻属二倍体野生种的基因组BAC文库,采用菌落杂交和FISH技术,筛选和鉴定了各染色体组着丝粒克隆,并且分析了这些克隆在不同基因组间的共杂交情况,结果表明:(1)C染色体组的野生种O.officinalis和F染色体组的野生种O.brachyantha具有各自着丝粒特异的卫星DNA序列,并且O.brachyantha着丝粒还具有特异的逆转座子序列;(2)A、B和E染色体组的野生稻O.glaberrima、O.punctata和O.australiensis着丝粒区域都含有与栽培稻着丝粒重复序列CentO和CRR同源的序列;(3)C染色体组野生稻O.officinalis的2条体细胞染色体着丝粒具有CentO的同源序列,同时也发现其所有着丝粒区域都包含栽培稻CRR的同源序列。这些结果对克隆稻属不同染色体组的着丝粒序列、研究不同染色体组间着丝粒的进化关系和稻属不同着丝粒DNA序列与功能之间的关系均具有重要意义。