三種高粱的分子細(xì)胞遺傳學(xué)研究.pdf

1、本研究采用同工酶電泳方法分析了栽培高粱、甜高粱以及擬高粱之間的親緣關(guān)系，并對它們的雜種優(yōu)勢進(jìn)行預(yù)測。采用DAPI熒光顯帶技術(shù)構(gòu)建了栽培高粱、甜高粱和擬高粱的中期、前中期染色體核型，然后對45S rDNA在栽培高粱、甜高粱和擬高粱以及它們的雜交種中進(jìn)行比較物理定位。比較了栽培高粱、甜高粱、擬高粱的基因組進(jìn)化關(guān)系。主要結(jié)果如下： 1. 采用聚丙烯酰胺凝膠電泳（PAGE）方法對栽培高粱（♀）×擬高粱（♂）、甜高粱（♀）×擬高粱（♂）F

2、1及其雙親的過氧化物酶（POD）、酯酶（EST）、超氧化物岐化酶（SOD）以及多酚氧化酶（PPO）同工酶進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在栽培高粱和甜高粱的POD、EST、PPO酶譜類型相同或相似，而與擬高粱酶譜類型存在明顯差異，證明栽培高粱與甜高粱親緣關(guān)系較近，但它們與擬高粱親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。而在SOD酶譜中，這三個品種沒有特征酶帶，所以SOD不能區(qū)分它們之間的親緣關(guān)系。雜交種F1中，4份雜交種F1的POD、EST以及2份雜交種F1的SOD、PPO同

3、工酶與父本擬高粱相近或相同，F(xiàn)1既表達(dá)互補(bǔ)雙親酶帶的“互補(bǔ)”帶POD-1、EST-3、PPO-1，又表達(dá)新的雜合酶帶POD-4，還出現(xiàn)不表達(dá)雙親共有的酶帶POD－6。本研究成果可為選育新的雜交品種提供依據(jù)。 2. DAPI熒光顯帶是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)分子細(xì)胞遺學(xué)傳技術(shù)，通過熒光染料對染色體不同區(qū)域著色深淺的不同進(jìn)行分析，可提高染色體識別的準(zhǔn)確度。本研究分析了栽培高粱、甜高粱和擬高粱的中期、前中期染色體，根據(jù)熒光強(qiáng)度的變化，結(jié)合

4、染色體的相對長度和臂比作為輔助參數(shù)，構(gòu)建了栽培高粱、甜高粱和擬高粱的中期、前中期染色體核型。 3. 通過熒光原位雜交的方法，我們確定了45S rDNA在栽培高粱、甜高粱和擬高粱染色體上的物理位置。結(jié)果表明45S rDNA在它們的間期核細(xì)胞中形成紐的狀態(tài)或聚集成密集的雜交點(diǎn)；在前中期的細(xì)胞中，各自的2個雜交信號呈解凝縮狀，伸展得很長；在中期細(xì)胞中，2個信號分別位于2條染色體上，結(jié)合核型分析表明，這2個雜交信號都位于它們第1號染色體

5、短臂靠近著絲粒的地方，為次縊痕的位置。信號與著絲粒的百分距離分別為：58.6％、35.9％、37.8％。 4. 采用熒光原位雜交技術(shù)對45S rDNA在栽培高粱×擬高粱、甜高粱×擬高粱F1的有絲分裂和減數(shù)分裂染色體進(jìn)行定位研究。 在有絲分裂中期染色體上2個雜種分別檢測到2個雜交信號，在減數(shù)分裂粗線期、終變期、中期Ⅰ染色體上45S rDNA位于一個二價體上，說明這兩個雜種攜帶45S rDNA的染色體為同源染色體。根據(jù)45S rDN

6、A位點(diǎn)隨細(xì)胞減數(shù)分裂過程的位置變化，表明這兩個雜種染色體配對行為正常，平均構(gòu)型為2n=2x=20(10Ⅱ)，證明45S rDNA可作為染色體的一個識別指標(biāo)間接地觀察細(xì)胞減數(shù)分裂過程染色體的變化行為。 5. 用一種植物的總基因組DNA與近緣或遠(yuǎn)緣物種的染色體雜交，可以研究植物近緣或遠(yuǎn)緣物種基因組進(jìn)化關(guān)系。本研究以擬高粱總基因組DNA為探針，對栽培高粱、甜高粱基因組進(jìn)行雜交，結(jié)果表明栽培高粱、甜高粱和擬高粱基因組中重復(fù)序列存在很大的