荧光原位杂交技术染色体分析最新研究

　　

生物通报道：来自徐州师范大学生命科学学院的研究人员为了解栽培种甘薯的染色体结构，利用45S rDNA荧光原位杂交、自身基因组荧光原位杂交和银染技术对栽培种甘薯进行分子细胞遗传学研究。这一研究成果公布在《遗传》杂志上。

领导这一研究的是徐州师范大学李宗芸教授，其早年毕业于武汉大学生命科学学院遗传学专业，主要研究方向是利用FISH、分子标记、比较基因组学等技术分析物种基因组的组成，揭示物种间DNA的多样性和亲缘关系，研究物种分子进化的历程。

甘薯属植物染色体的基础研究薄弱，相对滞后于水稻、小麦等其他作物。甘薯属植物染色体有 2×、4×、6×三种倍性，栽培种基本为 6×。其染色体较小，数目较多，细胞质浓厚和染色能力弱，较难获得清晰干净的染色体制片，难以从细胞遗传学水平进行研究。目前的研究主要集中在染色体数目与减数分裂行为的观察，对甘薯多倍体的染色体组成和结构研究甚少，至今对于甘薯的起源与进化仍不明确，一直存在几种不同的假说，这些假说尚缺少足够的实验证据。

显带技术和原位杂交技术是研究染色体组成和结构比较重要的两种技术，利用染色体显带可以对人类及大多数动植物的染色体进行识别，结合原位杂交，就可以根据不同的带型和不同探针的位置，得到更多的关于染色体组的信息，从而有利于进一步研究基因组的结构与功能。

在这篇文章中，研究人员首次采用 Ag-NOR 技术、rDNA 荧光原位杂交（rDNA-FISH）、自身基因组原位杂交(Self-GISH)等技术综合研究栽培种甘薯（徐薯 18）染色体，分析其染色体结构和 45SrDNA 位点的分布，对于进一步了解栽培种甘薯（徐薯 18）的遗传背景、比较分析甘薯属植物染色体多倍化进程具有很好的指导意义，并为甘薯品种的遗传改良提供细胞及分子遗传学基础。

荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)是一种物理图谱绘制方法，使用荧光素标记探针，以检测探针和分裂中期的染色体或分裂间期的染色质的杂交。这种方法是在20世纪80年代末在放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性分子细胞遗传技术，以荧光标记取代同位素标记而形成的一种新的原位杂交方法，探针首先与某种介导分子(reporter molecule)结合，杂交后再通过免疫细胞化学过程连接上荧光染料。

在这项研究中，研究人员通过荧光原位杂交技术，发现基因组DNA对自身染色体的不均匀杂交在植物中可能是普遍存在的。在高等植物基因组内，绝大多数杂交信号强烈的区域除了 45S rDNA 等区域外，应当富含重复序列，即为基因贫乏区，而轻度标记或者非标记的区域则应当是基因富集区。因此，自身基因组荧光原位杂交技术可以用来揭示植物基因组重复序列和基因在染色体水平上的组织情况。

（生物通：万纹）

作者简介：

李宗芸教授 女 博士 1964年生，徐州师范大学学术委员会委员、生命科学学院副院长，遗传学、生物化学与分子生物学硕士生导师，江苏省遗传学会理事，江苏省环境诱变剂学会理事，1986年毕业于华东师范大学生物系生物学专业，获理学学士，2002年毕业于武汉大学生命科学学院遗传学专业，获理学博士学位。

自工作以来，一直从事遗传学、分子生物学的教学和科研工作，主讲过研究生的基因组学，原位杂交理论与实践，本专科生的遗传学、分子遗传学、分子生物学等课程。近年来主持国家自然科学基金1项，参加国家自然科学基金3项，主持部省级基金6项。先后在《Chinese Science Bulletin》《Theoretical and Applied Genetics》《Chromosome Research》《Biocell》等刊物上公开发表论文60篇，其中SCI论文9篇。是江苏省“333新世纪科学技术带头人培养工程” 第三层次培养对象（2003），江苏省“青蓝工程”中青年带头人培养对象（2006），江苏省“333高层次人才培养工程” 首批中青年科学技术带头人(2007-2010),江苏省重点学科遗传学-遗传与环境方向的学术带头人，江苏省优秀学科梯队-遗传学梯队成员，江苏省高校优秀共产党员（2006），徐州市劳动模范（2004-2006），徐州市“三八”红旗手标兵（2007），徐州市第十次党代会代表，多次获校先进工作者、教学优秀奖、优秀青年骨干教师、教书育人先进个人、巾帼建功先进个人等荣誉称号。


主要研究方向：

（1）环境毒理学方向，主要利用现代分子生物学技术，在个体、群体、细胞、染色体、分子等不同层次上研究稀土元素等环境因素对生物体的有害作用及其作用机理，重点研究稀土胁迫下生物体遗传物质的损伤，为稀土农用的安全性和人类生态环境的保护提供可靠的理论依据和实践评价标准。
（2）分子遗传学方向，利用FISH、分子标记、比较基因组学等技术分析物种基因组的组成，揭示物种间DNA的多样性和亲缘关系，研究物种分子进化的历程。