文献综述

摘要

着丝粒是染色体的重要组成成分之一，在细胞减数分裂和有丝分裂中行使重要的生物学功能，着丝粒具有保守性，即在不同的物种中保持着一致的功能，即在细胞分裂中期着丝粒在纺锤丝的牵引下使染色体向两极运动，从而完成细胞的分裂。然而该染色体区域的序列更新非常快，因而着丝粒序列的功能与着丝粒序列的变异之间存在着较大的矛盾。近年来, 在一些重要作物, 如水稻、小麦及马铃薯中, 先后成功研究了着丝粒重复序列。林木相对于这些重要作物而言起步较晚，所以，本实验以中国本土树种毛白杨作为材料，通过使用用荧光原位杂交技术定位定性定量毛白杨着丝粒DNA重复序列，探寻与其他物种的相似和不同之处。

关键词：毛白杨；FISH；着丝粒重复序列；染色体

引言

林木植物是大多数生态系统中的主要生命形式，构成地球陆地90%的生物量，为2/3以上的陆地生物提供了生存与繁衍的物质基础。约30%的大陆表面被森林所覆盖，森林在所有陆地生态系统中具有最大的生物量和生物生产力，是陆地光合产物的主要部分。但长期以来，人们对于林木植物的生物学研究相对滞后，对林木植物生长和发育规律的了解仍处于较低水平。林木植物特有的多年生习性使其生物学研究相对困难，因此需要寻找一种适用于遗传学及分子生物学方法做精细分析的模式植物。杨属(Populus)植物作为林业研究的模式植物，具有优良的实验特性：容易进行种间杂交和无性繁殖；生长迅速，并已建立完善的遗传转化系统；基因组相对较小，约450～550 Mbp；易于进行遗传研究；适应性强，生长速度快，丰产性强。国际上较公认的杨属植物约含30个生物种(Eckenwalder, 1996)，分为五组(五派)：白杨组(Section Leuce)、黑杨组(Section Aigeiros)、青杨组(Section Tacamahaca)、大叶杨组(Section Leucoides)和胡杨组( Section Turanga)。

本实验致力于使用林木模式植物杨属白杨组的中国本土树种毛白杨来进行杨树着丝DNA重复序列的研究，用不同的重复序列通过荧光原位杂交去标记着丝粒DNA，比较不同的染色体上重复序列的相同与不同之处。

正文

杨属(Populus)植物具有基因组较小、物种丰富、生长迅速、再生能力强等特性而成为木本植物研究中模式物种的首选 (Bradshaw and Stettler, 1995; Taylor, 2002)。在我国，杨树分布极为广泛、是最重要的用材树种之一、并在城市绿化中具有防沙滞尘功能、是园林绿化的首选树种。国际上较公认的杨属植物约含30个生物种 (Eckenwalder, 1996)，分为五组 (五派)：白杨组 (Section Leuce)、黑杨组 (Section Aigeiros )、青杨组 (Section Tacamahaca)、大叶杨组 (Section Leucoides)和胡杨组 ( Section Turanga)。就我国特有的乡土树种毛白杨而言，迄今尚未见有关染色体着丝粒DNA重复序列的资料。而这些问题的阐明，对于毛白杨乃至整个杨属的系统发生、遗传变异研究以及品种改良工作等具有重要的价值。