野生和栽培沙棘基于3种寡序列探针的FISH核型分析

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沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)是一种雌雄异株的落叶灌木或乔木,因在荒漠化防治和药物食品中的应用而兼具经济和生态价值。寡序列探针因为高性价比,信号稳定和能简化实验操作的特点近年来逐步取代传统重复序列克隆探针被用于荧光原位杂交(FISH)实验中用以标记植物染色体。然而基于寡序列探针的FISH还未应用于沙棘的染色体标记进而探究野生和栽培沙棘染色体结构差异。目前也缺少廉价,操作简便的沙棘性别鉴定方法。本研究首次将端粒、5S r DNA、(TTG)6三种寡序列探针对1种野生中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp.sinensis)材料,1种栽培中国沙棘材料,3种沙棘栽培品种以及一种胡颓子属物种(Elaeagnus sp.)共6种材料的根尖细胞有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交,之后进一步通过核型分析对比各材料染色体差异,简要结果如下:(1)端粒信号在沙棘和胡颓子所有染色体两端都出现了非特异性信号,1对端粒间隙序列(ITR)信号定位于4种栽培材料1对sm型染色体和野生沙棘1对m型染色体的主缢痕;(TTG)6在4种栽培材料中检测到1强2弱共3对信号,在野生沙棘只检测到1对较强信号,这些信号都分布于主缢痕;5S r DNA在所有材料一对sm型染色体的短臂端部被检测到;(2)利用(TTG)6和ITR信号结合核型分析能通过识别栽培沙棘X染色体间接鉴定性别;本研究首次发现沙棘染色体端部被DAPI染成浅蓝色的异染色质结构,该结构可借助端粒信号检测;利用端粒信号首次检测到无刺丰内多倍化细胞的有丝分裂中期染色体,不同材料内多被化发生频率不同;3种探针信号和异染色质分别识别了野生中国沙棘,栽培中国沙棘,3种沙棘栽培品种5,11,10条染色体;(3)不同材料核型公式均有差异,但可通过FISH核型图解释。野生中国沙棘染色体长度范围和单个染色体组长度显著短于其他栽培材料;(4)核型不对称性散点图显示沙棘的染色体间(染色体长度)不对称性变异较小,染色体内(着丝点位置)不对称性变异较大,并能区分胡颓子属物种和沙棘。基于寡序列探针的荧光原位杂交能高效地用于沙棘染色体结构差异识别和性别鉴定,对沙棘基因组组装和遗传育种提供重要的细胞遗传学信息。
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