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。

不同进化历程下的异源四倍体小麦核型进化及其稳定性分析

以人工新合成、野生天然及栽培异源四倍体小麦为实验材料模拟四倍体小麦形成初期、自然进化及人工驯化等阶段,利用荧光原位杂交技术(FISH)对各群体进行核型的鉴定和比较分析.结果表明:新合成群体存在亚基因组间序列重组,重组位置主要集中在染色体长臂端部;野生天然群体积累了大量的序列重组,除3号同源群外,其他同源群均出现了近着丝粒区的片段渗入;栽培群体仍有新的重组现象出现,但与自然进化过程相比明显减少.各群体内的核型检测结果表明,人工新合成群体存在少量的染色体结构变化,野生天然和栽培群体则趋于稳定.本研究结果为明确多倍体作物在进化过程中的核型变化规律,了解其核型稳定程度提供重要的理论依据.

远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼生殖细胞染色体研究

本文采用性腺染色体制片及组织学切片方法,系统地研究了不同发育时期的鲫鲤杂交第二代(F2)(2n=100)、异源四倍体鲫鲤(4n=200)、三倍体鲫鱼(3n=150))、雌核发育二倍体鲫鲤第二代(G2)(2n=100)及鲤鱼(CyprinuscarpioL)(2n=100)(对照组)生殖细胞的染色体特征。研究结果表明,对照组中鲤鱼精原细胞染色体数与体细胞染色体数一致,为二倍体精原细胞(2n=100),而远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼的生殖细胞中则观察到明显的染色体数加倍现象,其中,鲫鲤杂交第二代(F2)精巢生殖细胞染色体数加倍现象特别丰富,占检测的染色体分裂相的21.6%,为其产生不减半的二倍体配子提供了直接的细胞学证据,同时也说明远缘杂交是导致生殖细胞染色体数加倍的一个重要因素。该研究在探讨多倍体鱼的发生及鱼类遗传育种方面具有重要意义。

棉属多倍化研究进展

多倍化在许多植物的物种形成及其随后的进化过程中发挥了关键作用。棉花是一个大属,一些棉种的起源发生过多倍体化,部分二倍体种是染色体二倍化的多倍体,比克氏棉最典型,拟似棉最复杂,还有D基因组的旱地棉和B基因组的3个种。陆地棉等5个异源四倍体种是多倍体化典型,是由A与D基因组近似的祖先种经过杂交和染色体加倍的双二倍体。它们的D亚组供体亲本种,前人认同的是雷蒙德氏棉,然而近期荧光原位杂交和叶绿体基因组学研究,提出了雷蒙德氏棉可能不是陆地棉亲本种的观点。四倍体棉种形成的多倍体化过程有多种推论,较为共识的时期是中更新世,结合近期包括叶绿体在内的基因组学的研究支持中更新世或更后些时候。荧光原位杂交、包括叶绿体在内的基因组学将为棉花多倍化分析提供更多的证据。

三倍体虹鳟性转换及性腺发育的研究(英文)

用高温刺激法获得三倍体虹鳟幼鱼。从开始投饵起 ,分别投喂含有不同浓度 17β 雌二醇 ( 0～ 60 μg/ μg)的饵料 ,持续 60天 ,获得了 93%～ 10 0 %的高三倍体雌性率 (对照组的雌性率为 52 % )。三倍体雄鱼可观察到其精子形成 ,但性腺成熟度较相对的二倍体差 ;三倍体雌鱼的生殖细胞多停留在偶线期到粗线期 ,未发现有性成熟个体。实验结果推测 ,三倍体虹鳟雌鱼的不育现象看来不是由于雌雄基因组的组成差异而致 ,更可能是由于三组染色体造成对虹鳟卵巢发育更大的阻力。雌二醇处理对三倍体虹鳟幼鱼的生长和成活没有明显的影响。

从ATPase8-6基因研究杂交多倍体鱼线粒体母性遗传(英文)

异源四倍体鲫鲤是世界上首例人工培育的两性可育并形成群体的且能自然繁殖的四倍体鱼。本文采用质粒克隆测序法测定了红鲫、异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤的ATPase8和ATPase6基因全序列 ,结合鲤鱼、日本白鲫和斑马鱼的同源序列 ,对不同倍性水平鲤科鱼类的ATPase8和ATPase6基因进行了比较 ,分析了碱基组成、变异情况以及核苷酸和氨基酸序列差异。红鲫、鲤鱼、异源四倍体鲫鲤、日本白鲫、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤之间的序列差异为 0 0 % - 1 3 4 % ,它们与外群斑马鱼之间的序列差异为 2 7 9% -31 0 %。用MEGA软件中的MP法、ME法、NJ法和UPGMA法构建分子系统树 ,得到了相似的拓扑结构。结果分析表明 ,人工杂交多倍体异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤在线粒体ATPase8和ATPase6基因上具有严格的母性遗传特征。值得注意的是 ,异源四倍体鲫鲤经过 1 1代的繁育后 ,与其原始母本红鲫仍然保持了非常高的同源性 ,说明了新的异源四倍体基因库在线粒体ATPase8和ATPase6基因上拥有稳定的遗传特性。对不同倍性鲤科鱼类线粒体ATPase8和ATPase6基因的研究表明 。

鱼类染色体研究进展

综述了鱼类染色体在核型和显带技术研究及多倍体技术研究方面的概况和新进展.

二倍体和四倍体泥鳅qRT-PCR分析中内参基因优选

为筛选在泥鳅中稳定表达的内参基因,以确保泥鳅基因表达分析结果的可靠性,选取ACTB、TUBA、EF1A、GAPDH、TUBB和18SrRNA6个常用的内参基因作为候选内参基因,分别用BestKeeper、geNorm、NormFinder、ΔCt和RefFinfer软件分析这6个基因在二倍体和四倍体泥鳅胚胎发育阶段、成鱼组织间以及倍性间表达的稳定性。结果显示,在胚胎发育各阶段,TUBB和TUBA的表达最稳定,可作为胚胎发育阶段qRT-PCR分析的内参基因;其中,TUBB在泥鳅倍性间的表达差异不显著,因此,可作为泥鳅胚胎发育中跨倍性qRT-PCR研究的内参基因。在成鱼各组织中,ACTB和18SrRNA的表达最稳定,可用作组织间qRT-PCR分析的内参基因;其中,18SrRNA在倍性间的组织表达差异不显著,因此,可作为泥鳅组织间跨倍性qRT-PCR的内参基因。

多倍体鲫鲤原始生殖细胞的标记及其迁移研究

原始生殖细胞(primordial germ cells, PGCs)的起源和迁移已在多种鱼类进行了研究,但多倍体鲫鲤原始生殖细胞的标记和迁移尚未见报道。本实验室前期通过远缘杂交方法成功获得了一个倍性明确、亲缘关系清晰的多倍体杂交鱼研究体系,该体系由异源四倍体鲫鲤及其二倍体父母本和三倍体杂交后代组成。本文利用RNA定点表达(localized RNA expression, LRE)技术,将来自于斑马鱼的nanos1-3'-UTR与GFP融合后生成的m RNA注射入多倍体鱼受精卵中,首次对多倍体鲫鲤原始生殖细胞进行标记,并观察了其迁移途径。结果显示,多倍体鲫鲤PGCs能被斑马鱼GFP-nanos1-3'-UTR标记,并且多倍体鲫鲤PGCs的迁移与斑马鱼类似。本实验结果为多倍体鲫鲤原始生殖细胞的产生和迁移的研究提供了一些基础数据。

二倍体和四倍体泥鳅IGFBP-1基因的表达及其与DNA甲基化的相关性

为探讨胰岛素样生长因子结合蛋白-1(IGFBP-1)基因在二倍体和四倍体泥鳅之间的表达差异及其与DNA甲基化的相关性,克隆二倍体、四倍体泥鳅的CDS序列和启动子序列,并分别采用qRT-PCR和亚硫酸氢盐测序技术(BSP)分析IGFBP-1在二倍体、四倍体泥鳅中的表达水平及启动子区和第一外显子区的甲基化水平。结果显示,泥鳅的IGFBP-1基因CDS序列长789bp,编码262个氨基酸,二倍体、四倍体泥鳅间有5bp的差异,但氨基酸序列完全相同。在二倍体、四倍体中分别克隆得到2341bp和2331bp的启动子序列,倍性间的序列相似度达99%,启动子序列中包含典型元件TATA-box,以及SP1、CREB、C/EBP、POU2F2、GATA-2/3/4和SRY等转录因子结合位点。泥鳅的IGFBP-1基因主要在肝脏中表达,且四倍体泥鳅肝脏中IGFBP-1的表达水平显著高于二倍体(P<0.01)。四倍体泥鳅IGFBP-1基因启动子及第一外显子区的甲基化水平均比二倍体低,其中四倍体肝脏中的甲基化水平显著低于二倍体(P<0.01)。综合分析研究结果表明,在IGFBP-1基因主要表达的肝脏组织中,其mRNA表达水平与DNA甲基化水平呈负相关,启动子区较高的甲基化可能抑制了二倍体泥鳅IGFBP-1基因的表达。

多倍体鱼类的形成机制研究进展

近些年来,关于多倍体鱼类的研究成为水产动物研究的热门话题同时也取得了重大的进展。鱼类多倍体诱导是一种具有重要经济价值的生物技术。为了进一步了解多倍体鱼类发生途径和多倍体育种,本文拟对多倍体鱼类的形成机制研究进展作综合评述。

17号染色体异倍体与乳腺浸润性导管癌TOP2A基因状态的相关性

目的分析17号染色体异倍体与TOP2A基因状态及临床病理特征的相关性。方法收集中山市人民医院2015年7月—2017年5月就诊的未行放疗、化疗或分子靶向治疗的乳腺浸润性导管癌病例546例,通过荧光原位杂交(FISH)方法检测TOP2A基因状态,分析TOP2A基因扩增组、缺失组、无扩增和缺失组与17号染色体不同倍体的关系,并对不同倍体的临床病理特征进行比较。结果 546例乳腺浸润性导管癌患者中17号染色体多倍体共104例,占19.05%,单倍体13例,占2.84%,双倍体429例,占78.57%。TOP2A基因扩增71例,占13.00%;缺失18例,占3.30%,总异常率16.30%(89/546);无扩增或缺失457例,占83.70%。TOP2A基因扩增组中,多倍体占42.25%(30/71),双倍体占57.75%(41/71),无单倍体病例;TOP2A基因缺失组中,多倍体占33.33%(6/18),双倍体占66.67%(12/18),无单倍体病例;TOP2A基因无扩增或缺失组的多倍体占14.88%(68/457),明显低于TOP2A基因异常组的比率。17号染色体异倍体与TOP2A基因异常差异有统计学意义(P<0.05);与性别、部位及腋窝淋巴结转移差异均无统计学意义(P>0.05),与年龄、组织分级、肿瘤大小差异有统计学意义(P<0.05)。结论 17号染色体异倍体与TOP2A基因状态相关,可能影响乳腺浸润性导管癌的预后。