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为了探索一种高效可靠的芸薹属植物核型分析方法,以甘蓝黑叶小平头和早熟白菜苔为材料,分别从其基因组DNA中分离出Cot-1DNA,用生物素标记后,再与地高辛标记的rDNA一起,分别对甘蓝黑叶小平头和早熟白菜苔有丝分裂中期染色体进行双色荧光原位杂交。
通过对甘蓝黑叶小平头的双色荧光原位杂交,将Cot-1DNA杂交带定位于第3和第9号染色体长臂,第4,5,7和第8号染色体短臂,第1,2和第6号染色体周着丝粒位置;25SrDNA定位于第4和第7号染色体的短臂,其中第4号染色体上的荧光信号特别强;有1对染色体上检测有5SrDNA基因座,杂交信号较弱。根据染色体长度和着丝点位置,确定了甘蓝黑叶小平头的核型公式为2n=2x=18=18m+2sm,核型为2B型。
通过对早熟白菜苔染色体的双色荧光原位杂交,Cot-1DNA杂交带定位于第5号染色体的长臂,第2,6,7和第8号染色体短臂,第1号染色体着丝粒和长臂位置,第4号染色体着丝粒和短臂位置,和第3,9和第10号染色体长臂、短臂和着丝粒位置;25SrDNA定位于第1,3和第5号染色体长臂,第2和第4号染色体短臂上。其中,第2和第3号染色体上的杂交信号特别强,25SrDNA几乎位于第2号染色体的整个短臂,第1号染色体上的杂交信号最弱。根据染色体长度和着丝点位置,确定了早熟白菜苔的核型公式为2n=2x=20=18m+2sm,核型为2B型。
Cot-1DNA在甘蓝黑叶小平头和早熟白菜苔的每一条染色体上都有特异性的荧光杂交带,并且信号稳定,同源染色体在相同的位置有Cot-1DNA荧光带,而非同源染色体有不同的Cot-1DNA荧光带型。在有25SrDNA的杂交信号的位点同时也有Cot-1DNA的杂交信号,证实了Cot-1DNA与25SrDNA二者具有一致性的染色体位置特征。
基于传统的根据染色体长度和臂比值的分析,以及Cot-1DNA和25SrDNA杂交带的位置和长度,对甘蓝黑叶小平头和早熟白菜苔的核型进行了更有效的构建,并画出了其基于双色FISH核型模式图。研究发现,基于Cot-1DNA和rDNA的双色FISH并结合传统的核型分析技术,优于目前普遍采用的只基于rDNA或Cot-1DNA一种探针的FISH,也优于只基于染色体形态的核型分析方法,它将有助于植物的核型分析和物理图谱的构建。
另外,本试验对甘蓝型油菜、甘蓝和白菜的Cot-1DNA在其基因组DNA中的含量以及它们的同源性进行了粗略的比较,并由此推测杂交种的Cot-1DNA在进化过程中进行了复制,重复序列和亲缘关系非常接近的物种的杂交种比较稳定。