美洲黑杨高质量粗线期染色体制片及其荧光原位杂交体系的建立

【作者】 辛昊阳； 施季森； 席梦利；

【机构】 南京林业大学林学院；

【摘要】 杨树由于其自身的生物学特性及其重要地位而成为林木研究的模式树种,快速发展的分子细胞遗传学技术及杨树的基因组信息,已为开展杨树的分子细胞遗传学研究提供了新机遇。本研究以美洲黑杨为研究材料,首次建立‘哈佛杨’(P.deltoidsBartr. cv.‘Harvard’)的小孢子母细胞减数分裂进程与花药及花芽外观形态的对应关系;通过比较不同制片方法,以获得高质量粗线期染色体并建立荧光原位杂交(FISH)技术体系,旨在为进一步开展杨树的分子细胞遗传学研究奠定工作基础。主要研究结果如下:美洲黑杨无性系‘哈佛杨’的花序开始露出芽鳞之前减数分裂已经结束,花芽顶端及侧面的芽鳞开始松动时,在同一花序中可以观察到从小孢子母细胞到花粉粒的所有减数分裂阶段;美洲黑杨花药长度与减数分裂阶段密切相关;同一花枝上的不同花芽及同一花序中不同小花的发育不同步,但同一小花中的不同花药发育基本一致。美洲黑杨减数分裂过程中染色体行为正常,花药数量巨大,是分子细胞遗传学研究的良好实验材料。以美洲黑杨无性系‘哈佛杨’处于减数分裂粗线期的花药为研究对象,酶解后通过比较蒸汽滴片法、涂片法、压片法及改良压片法,以获得高质量的美洲黑杨粗线期染色体制片。结果表明:改良压片法是高效获得高质量美洲黑杨粗线期染色体的制片方法,获得的制片背景干净,染色体形态良好,适于进一步荧光原位杂交研究。以拟南芥端粒序列为探针,采用缺刻平移法用地高辛标记探针DNA,杂交后信号用Rodamine anit-DIG-sheep抗体检测,建立了高效的荧光原位杂交技术体系。在得到的端粒序列杂交信号中多数染色体的端部都有清晰的杂交信号,部分染色体端部未见信号(图1),分析认为可能由于粗线期染色体较长,染色体在压片过程中断裂的缘故。更多还原