植物体细胞杂交及其杂种鉴定方法研究进展(4)

植物体细胞杂交及其杂种鉴定方法研究进展

西

北

植

物

学

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2 7卷

体所携带的基因) 1s N或 8 r A基因。在不对称体 R细胞杂交检测中，以供体总 D NA为探针，体受 D A为封阻进行 S uhr杂交可成功地鉴定不对 N oten称杂种[]由于不受探针的限制， 6, 2简便易行，ot- S uh

可以在不同物种间产生可区分的特异杂

交位点带型，以便将不同物种通过 CS区分开来或用于检 IH测外源染色质的存在。

CS IH分析所用的另一种探针是被打断的外源供体总基因组 D A, N同时用受体总基因组 D A作 N

e b tn是体细胞杂交鉴定中普遍使用的方法。 r ltg n i o Mi km等[采用 Su e z ai 6 u 3〕 ot r h n杂交手段检测了

封阻，这种方法称作基因组原位杂交(eo iis gnmc i n -

M dc o o ei g rgs a u a和M. ea体细胞杂种， s tla c lt u确认了其杂种真实性。近几年来多采用线粒体或叶绿

t hbdao, ) IH技术更直接简便， o ritnGS o y izi IH GS可与整条染色体杂交，而且杂交位点可以在细胞分裂任何时期观察到，所以在体细胞杂种鉴定中已经成为鉴定供体染色体及染色体片段最为有效而直观的方法。近来又发展了多色荧光原位杂交 ( Mc

体基因作为探针，对总 D A进行 Suhr N ote n杂交。 Moi ci 6采用地高辛标记， re rN r uh等[」 g 4对 i的 DA c和线粒体 D A标记， N鉴定了假定杂种胞核杂种的真实性。20年 V rt等[〕 01 a t 1将菊首和向日葵及 oo 8其拥有 1条染色体的拟杂种再生植株的总 D A 8 N用Bm工 a H酶切后，再用线粒体的 C x oI基因作探针，菊芭产生 22和 30 2 . k b . b k个特征片段，胞质不育系向日葵产生 33 71 2 . b和 .个特征片段， k k b而3个再生植株中的 2个拥有双亲特征带， 1另个除双亲特征带外，还产生了 1条新带，说明双亲的线粒体发生了重组。但无论 C x oI还是 C x oI都不能

GS ) IH技术，鉴别具有 A B C基因组的水稻体细胞，,杂种。利用 3种不同的荧光信号，每个基因组在杂种核中的分布及染色体间的易位和插入可被清楚地

识别[。我国体细胞杂交专家夏光敏多次运用[ 6 s 1GS IH进行杂种鉴定。如 20她应用 G S 06年 IH/

FS IH染色体组型分析技术将一抗旱基因定位在小麦与茅草杂交新品种 Sarn N . 5 hnog 3 A染色体 o的55其它方法 .

作为胞质不育的特征带，所以又采用 Hid nI I I酶切总 D A,R 52 N O F 2基因作探针，发现 3株拟杂种和胞质不育向日葵一样均存在 O F 2基因， R 52故该基因可

的臂E短上

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SR s p s ec r a也被有效地应用 e une e ) S (m l e i q e t p于体细胞杂种的分析，通过进一步发展可鉴定染色体上特殊的位点，已用于育种中的分子标记辅助选

以胞质不育的作为特征基因。 03 ct〔 2年S t等6 0 oi 5 1利用 rl rs4 D A基因作探针对 Sl- p5和 p1 m N t o a

nm e s u t ru u o m和Sc mr n的融合杂种进行 b . eoi o si m鉴定，发现 rl和 rs4 p5 pl基因位点是线粒体基因重组较多的位点。 54基因组原位杂交在植物杂种中的鉴定 .

择[近年来运用较多的是核糖体 D A N ) 6 a[ N (D A r间隔序列分析( 5 rN如 s A间隔序列[ D 2 1勺及内部转录间隔区( S分析[ 0 rN ( 5 rN I ) T e 5 D A即 s A基 s s[ R因)属于简单多基因家族，在至今研究的所有真核生物中是一串联重复单位组成，与卫星 D A类似， N

染色体原位杂交技术( r o m *su c o s e。i b- hm o t ybiz i, H近年已经广泛应用于植物遗传育 r it nCS ) d ao I种实践，在植物体细胞杂种遗传鉴定方面也显示出其优势。CS是根据核酸分子碱基互补配对原 IH则，首先获得染色体 D NA制片，然后将染色体制片 D A和经过放射性或非放射性标记的外源核酸即 N探针变性为单链，二者复性，成为杂合双链核酸，再通过放射自显影、激发荧光等手段将外源核酸在染色体上的位置快速、直观、准确地显示出来。随着组

10 2b y的编码区表现出很高程度的序列保守性，非编码区由于未受到基因本身同样严酷的选择压力，

因而变异较大，随不同生物种类而长度不同。高等植物的间隔序列长度在 9^40之间， 0- b 0 y同一属的不同种植物之间以及同一种植物之间间隔序列的碱基序列和长度均不同。因此以保守的 5 r N s A编 D码区的一致序列为基础设计 P R引物， C用来扩增变异较大的非编码区，区别融合双方的核基因，以鉴定体细胞杂种。

织化学和分子生物学的发展， IH技术不断改进 CS和完善，在方法上放射性同位素标记已逐渐被分辨率高、安全的非放射性标记所取代，如生物素、荧光素、地高辛等。CS IH技术的探针来源较广，任何分离、克隆或合成的核酸都可作为探针。目前在植物 CS IH中一般都是用高度重复的串联或散布的

D A序列。这些序列有一些是物种专化的， N有一些

对mD A和cD A的鉴定， tN pN主要通过直接分离出 cD A和 mt N pN D A可进行 R L, - F P F P P RR L C分析或进一步用种特异基因序列作探针，行进

Su e杂交分析[。或者用叶绿体及线粒体特 ot r hn 7 0 1异重复序列探针或非特异重复序列探针对杂种总基

因组进行 R L F P分析[和 Suhr杂交分析。此 7 1 ote] n外，还可以通过纯化的 cD A", N[获得 p N l m D A7} t 1〕

植物体细胞杂交及其杂种鉴定方法研究进展

1期

张改娜，植物体细胞杂交及其杂种鉴定方法研究进展等：

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的限制性图谱分析鉴定叶绿体和线粒体。

6植物体细胞杂交的应用、存在问题和发展前景虽然目前体细胞杂交还没有有效的手段将野生 资源中有益性状转移到栽培种中，仍然存在体细胞杂种再生困难或再生植株寿命短等问题。但是随着植物体细胞杂交的技术的不断完善，获得杂种再生完整植株的科属范围不断扩大，植物体细胞杂交技术将被广泛运用。( ) 1在育种方面的应用。传统的突变育种和有性杂交育种历时长，同时突变育种随

机性大，而采用融合育种将会缩短育种时间。尤其对于双亲花期不遇、雄不育或者某种作物基因库雌/已经通过杂交育种被充分利用，那么为了适应现代农业的高品质、高抗逆性的要求，就必需开发新的基因资源，进行远缘杂交。而融合育种可以克服远缘杂交存在有性不亲合现象；2应用于定向转移胞质 ()基因控制性状及核质互作的研究， C,如 MS以及利用配子一体细胞杂交产生三倍体植物等；3应用于 ()染色体定位或者进行染色体排除等机理研究。由于亲缘关系较远的物种进行融合后，会出现染色体排斥现象，这为此类研究等提供了便利条件。

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