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减数分裂(Meiosis)是一个对物种进化、植物育种和保证生物体遗传稳定性等方面都有重要作用的过程。减数分裂前期Ⅰ是减数分裂过程中的一个研究热点,因为同源染色体在减数分裂前期Ⅰ开始彼此识别,并进行联会、配对和重组。已有研究表明染色体亚端部区域对染色体减数分裂过程中的识别和配对有影响,但亚端部串联重复序列的组成差异如何影响同源染色体识别和配对还不明确。本实验利用非变性荧光原位杂交(ND-FISH)技术和基因组原位杂交(GISH)技术,分析不同黑麦和小麦-黑麦1BL.1RS易位系中,1RS亚端部串联重复序列p Sc119.2、p Sc200、p Sc250以及p Ta71(核仁组织区,NOR)的组成情况,然后分析1RS的减数分裂行为,最后将1RS的亚端部串联重复序列组成差异与配对情况进行关联分析。主要实验结果如下:1.根据串联重复序列p Sc119.2、p Sc200、p Sc250和p Ta71在1RS上的组成情况,将黑麦植株分为R-1和R-2两种类型。R-1中的两条1RS臂仅p Sc200存在有无的差异;R-2中的两条1RS臂仅p Sc119.2存在拷贝数的差异。2.在黑麦减数分裂花束期前期,R-1类型NOR结构重塑不同步频率为28.13±2.55%,显著高于R-2类型的23.47±1.10%。在粗线期,着丝粒区域和端粒区域在所统计的细胞中都处于配对状态。尽管NOR存在未配对情况,但频率极低,R-1和R-2分别为1.80±2.43%和0.47±0.31%。在中期Ι,R-1中2条1RS的交叉频率为75.6±1.97%,显著低于R-2类型的80.07±0.95%。1RS的交叉频率和NOR结构重塑不同步频率具有一致性。3.1BL.1RS易位系中,1RS上的p Sc119.2和p Ta71没有组成差异。根据1BL.1RS易位染色体数目和1RS亚端部串联重复序列p Sc200和p Sc250的组成情况,将1BL.1RS易位系分为B-1、B-2、B-3、B-4、B-5和B-6这六种类型。B-1含2条1BL.1RS200,250;B-2含1条1BL.1RS200,250和1条1BL.1RS250;B-3含3条1BL.1RS200,250;B-4含2条1BL.1RS200,250和1条1BL.1RS250;B-5含2条1BL.1RS200,250和2条1BL.1RS250;B-6含3条1BL.1RS200,250和1条1BL.1RS250。4.在含1对1BL.1RS的易位系中,B-1类型NOR结构重塑不同步频率为23.69±1.04%,显著低于B-2类型的31.21±0.97%。在粗线期,B-1中1RS配对频率为98.99±0.71%,显著高于B-2中的63.68±5.30%。在中期Ι,B-1中1RS交叉频率为88.49±1.50%,显著高于B-2中的70.89±4.02%。同样,1RS的交叉频率和NOR结构重塑不同步频率也具有一致性。5.在含3条1BL.1RS的易位系中,在粗线期,B-3类型中,2条1RS200,250配对、另1条1RS200,250以单价体存在的频率为79.76±0.81%。B-4类型中,2条1RS200,250配对、1条1RS250以单价体存在的频率为92.00±2.07%。B-3和B-4中这两种染色体构型的频率存在显著差异。在中期Ι,B-3中平底锅式Ⅲ构型频率为13.71±5.73%,显著低于B-4中91.82±2.24%的平底锅式Ⅲ构型频率。B-3类型中链式Ⅲ构型频率为77.28±2.77%,显著高于B-4中2.26±0.60%的链式Ⅲ构型频率。6.在含4条1BL.1RS的易位系中,在粗线期,B-5类型中,2条1RS200,250配对、2条1RS250配对的频率为76.61±2.04%。B-6类型中,2条1RS200,250配对、1条1RS200,250和1条1RS250配对的频率为30.67%。B-5和B-6的这两种构型频率之间存在显著差异。在中期Ι,B-5中Ⅱ(2条1BL.1RS200,250)+Ⅱ(2条1BL.1RS250)构型频率为76.31±1.69%;Ⅱ(1条1BL.1RS200,250和1条1BL.1RS250)+Ⅱ(1条1BL.1RS200,250和1条1BL.1RS250)构型频率为10.43±2.26%;Ⅳ(2条1BL.1RS200,250和2条1BL.1RS250)构型频率为13.26±3.80%。B-6中Ⅱ(2条1BL.1RS200,250)+Ⅱ(1条1BL.1RS200,250和1条1BL.1RS250)构型频率为96.06%;Ⅲ(3条1BL.1RS200,250)+Ι(1BL.1RS250)构型频率为3.94%。B-5中无Ⅲ+Ι构型存在,B-6中无Ⅳ构型存在。综上所述,1RS亚端部串联重复序列组成差异会影响其减数分裂过程中的识别、配对和重组。重复序列组成差异越大,减数分裂的结构重塑同步的频率和交叉重组频率会降低。重复序列组成差异主要通过影响结构重塑同步化进程而影响染色体交叉重组。黑麦中,亚端部串联重复序列组成差异对粗线期的染色体配对情况无影响,但在1BL.1RS易位系中存在显著影响,说明小麦和黑麦背景调控减数分裂的机制存在差异。染色体亚端部串联重复序列组成差异,会加强Ph1基因的调控作用。本研究结果对研究小麦染色体的识别和配对机制问题有一定的参考价值。