染色体显微切割技术在植物上的利用研究

摘要

从染色体区带特异的DNA文库入手，能大大提高筛选新分子标记的效率，这对于构建高密度，分布均匀的遗传连锁图具有重要意义。Schondelmaier等(1993)切割了大麦1H染色体的短臂，经微克隆后构建了该区域的分子标记连锁图，并筛选到一个与抗白粉病基因Ma紧密连锁的RFLP标记，为该基因的克隆奠定了基础。

主权项

染色体显微切割技术在植物上的利用研究，包括以下几部分：构建染色体(区段)特异性DNA文库染色体切割后通过PCR扩增获得产物的长度一般为150～2000bp，这可用于建立特异性的DNA文库，目前，已通过显微切割的方法构建整条染色体DNA文库的植物有玉米、甜菜、燕麦(21号染色体)、水稻(1号染色体)等，已构建染色体区段特异的DNA文库的植物有大麦(1H短臂)、大麦(3H长臂)、普通小麦(5B长臂)和玉米(6号染色体短臂)等；制备染色体(区带)特异的探针切割的染色体片段经PCR扩增后的产物即为探针池。探针池结合荧光原位杂交技术(FISH)是研究染色体缺失、易位等结构变异的强有力手段，邓可京等(1999)建立了水稻4号染色体探针池，并用FISH技术证实了其特异性，为从水稻单条染色体的DNA文库中筛选特异的分子标记奠定了基础；筛选新的分子标记，构建高密度的分子连锁图谱从染色体区带特异的DNA文库入手，能大大提高筛选新分子标记的效率，这对于构建高密度，分布均匀的遗传连锁图具有重要意义，Schondelmaier等(1993)切割了大麦1H染色体的短臂，经微克隆后构建了该区域的分子标记连锁图，并筛选到一个与抗白粉病基因Ma紧密连锁的RFLP标记，为该基因的克隆奠定了基础，Busch等(1995)切割分离了大麦3H染色体的长臂，用Ras I酶切后连接到MBmp7载体上进行PCR扩增，经克隆后得到一个中等重复序列和一个高度重复序列，这为植物微卫星标记的分离奠定了基础。田靫等(1997)分离了小麦1D染色体，经克隆后得到了高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)1Dx5亚基的基因片段，他们的研究证明用微克隆方法获得的特异性探针是克隆新基因的一条有效途径；利用染色体区域特异的分子标记还能实现遗传连锁图和染色体物理图谱的相对应，从区域特异的DNA文库中筛选出的单拷贝标记(如STS标记)可同时用于遗传图谱和物理图谱的制作，在遗传图谱上定位的STS标记是沟通遗传图和物理图谱的中介，这就实现了两种图谱的对应和统一；在进化遗传学上的研究染色体区带特异的探针池和区带特异的DNA文库，为植物进化遗传学和植物比较基因组学研究提供了新的途径，张荣信等(1999)利用染色体显微切割技术建立了黑麦B染色体着丝粒区的探针池，然后利用FISH技术证明A、B染色体着丝粒区域的DNA具有高度的同源性。