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杉木分子细胞遗传学研究

徐进

  分子细胞遗传学是现代细胞遗传学的发展方向。本研究运用荧光染色、染色体分带、染色体微切割、微分离微扩增和原位杂交等技术手段,对我国重要的特有的用材树种杉木,进行细胞学和分子细胞遗传学研究。本实验对杉木的根尖有丝分裂中期染色体进行研究结果发现,利用C带能够较容易地辨认出11对中的6对染色体。而荧光分带研究的结果则为CMA带比DAPI带更适宜杉木的分带研究。CMA带在杉木染色体上有荧光带纹出现,而DAPI未见荧光带纹。利用压片法,通过连续的采样,研究了杉木花粉母细胞减数分裂的规律。发现杉木花粉母细胞减数分裂时期与雄球花颜色变化有密切的相关关系,其颜色经历从黄褐色—翠绿色—绿色—褐色—深褐色的变化。根据对杉木末期Ⅱ四分体的观察,杉木四分体分裂方式主要是单平面分裂方式,其胞质分裂方式为同时型。首次报道杉木花粉(小孢子)母细胞减数分裂过程中有一些异常细胞学行为的发生。单价体和多价体、染色体桥、落后染色体、不均等分离、微核等异常现象出现。杉木花粉的生活力的大小与杉木小孢子形成过程中,减数分裂是否异常有关。异常的减数分裂引起遗传物质不均衡分配,致使产生败育小孢子。利用玻璃针法成功分离杉木染色体组具随体的单染色体,用DOP-PCR法对此染色体进行了扩增,扩增片断的大小为100-700bp的连续带。将DOP-PCR方法扩增产物克隆至pGEM-T载体,建立了随体的染色体DNA文库。利用点杂交的方式对随体染色体文库的质量进行了评价,在所得到的杉木随体单染色体DNA微克隆文库中单/低拷贝所占比例为57.1%,而中和高拷贝的占42.9%。以28S为探针,对杉木减数分裂的花粉母细胞和有丝分裂的根尖细胞进行荧光原位杂交结果发现,在杉木减数分裂的花粉母细胞和杉木的根尖分裂细胞中,杂交的信号在分裂的间期和前期细胞中均能观察到。从杂交效果和成功率来看,利用杉木花粉母细胞分裂期的细胞片杂交效果较好。首次以杉木的两个近缘种柳杉和水杉的基因组为探针,对杉木减数分裂的花粉母细胞和有丝分裂的根尖细胞进行基因组原位杂交(GISH)结果发现,以柳杉基因组为探针,杂交信号分布在大部分的染色体上,杂交信号在染色体上仅为强弱之分。中期染色体有4条染色体杂交信号较弱,其余染色体信号都比较强。而以水杉基因组为探针的GISH杂交,每条染色体上杂交信号基本一致,几乎没有差别。因此从细胞和分子水平上可以推测分类上同科不同属的这三个树种之间,存在较为近的系统发育关系,但水杉与杉木的亲缘关系比柳杉与杉木的亲缘关系要近。……   
[关键词]:杉木;染色体分带;细胞学特征;染色体微分离及微扩增;基因组原位杂交
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:南京林业大学2006年