农业院校细胞遗传学实验教学体系改革

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1、农业院校细胞遗传学实验教学体系改革　　1.前言　　　　遗传学是生命科学领域的基础学科之一，是生命科学领域各专业学生所必修的一门重要的专业基础课。遗传学已从孟德尔、摩尔根时代的细胞学水平深入发展到现代的分子水平。现代的遗传学已有三十多个分支，而细胞遗传学作为生物科学中最活跃和最有生命力的学科之一，是农业院校研究生专业基础课的重要组成部分。其实验内容设置水平和建设规模是农业院校校研究生能力培养的重要标志和条件支撑，是农业院研究生教学和学科建设重要的、不可替代的部分。　　　　我校细胞遗传学实验室承担着全校农科类各专业农学、植

2、保、园艺、生命科学与技术、葡萄酒、动物科学等6个学院的细胞遗传学实验教学任务。近年来，随着研究生招生规模的不断扩大，对细胞遗传学实验室仪器设备、实验室条件以及实验技术人员的要求也越来越高。特别是分子细胞遗传学日新月异的发展，传统的细胞遗传学实验教学体系已远不能满足研究生科学研究的要求，必须与现代分子遗传学实验技术和最新的科研成果相结合，建立适合农业院校的细胞遗传学实验教学模式，才能真正地提高研究生的实验技能，为科学研究打好基础。本实验室在长期的实验教学过程中，发现研究生细胞遗传学实验教学中存在的问题，并结合农业学院的专

3、业特点以及细胞遗传学实验最基本的目标和功能，通过实验教学改革，建立了结合本专业实际的细胞遗传学实验教学体系，完善了与之相应的研究生细胞遗传学实验室配置和实验材料的建设。　　　　2.建立结合专业实际的细胞遗传学实验教学体系　　　　2.1保持细胞遗传学最基本的实验教学内容　　　　由于研究生生源专业背景的差异性，尤其是跨专业考取的研究生与本专业考取的研究生相比较，实验技能相差很多。为了帮助专业基础薄弱的研究生尽快掌握遗传学的基本技能，使他们少走弯路，实验室保持了原有的一部分基础实验项目，即植物染色体制片技术、植物染色体结构变

4、异观察、非整倍体观察和鉴定、减数分裂中期I染色体构型观察等实验。特别是染色体制片技术实验，有丝分裂和减数分裂制片都采用黑麦为实验材料，既掌握了植物染色体制片技术同时比较了有丝分裂和减数分裂染色体形态的差异，又使植物染色体组型分析、植物中的超数染色体观察实验穿插其中，使一个实验项目包含了四项实验内容。植物染色体结构变异观察采用目前生产上广泛使用的1B/1R小麦易位系品种为实验材料，利用随体染色体数目的变化来鉴定易位系，既了解了小麦染色体组的组成，又对随体染色体的形态进行了观察。减数分裂中期I染色体构型观察利用各种非整倍体

5、为实验材料，如小麦单体系列、缺体系列、缺四体系列、重双端体系列以及各种远缘杂交后代材料，既观察了各种染色体形态，又用它们作亲本与VE161小麦的杂交后代为材料，观察和鉴定了减数分裂中期I各种多价体染色体构型。　　　　2.2优化细胞遗传学实验的核心技术　　　　植物染色体分带技术和植物染色体原位杂交技术既是细胞遗传学实验的核心技术同时由于实验过程长，程序复杂，实验条件要求严格，也是比较难做的实验。为了提高实验质量，使研究生都能掌握这两个实验技术本实验室对其实验步骤进行了优化。植物染色体分带技术采用BSG流程，在45%冰乙酸

6、、5%氢氧化钡和2XSSC溶液中处理温度都采用45°Q既简化了实验流程，又收到了很好的实验效果。植物染色体原位杂交技术采用黑麦代换系、易位系为实验材料，基因组DNA作为探针，利用地高辛标记检测系统，建立了本实验室的原位杂交实验体系。　　　　2.3外源染色体检测的分子标记实验技术的应用　　　　近年来，随着分子遗传学的发展，分子标记可直接在DNA分子水平上更加准确、可靠地检测染色体组成，已被广泛用来检测作物外源染色体及染色体片段。随着研究工作的发展，会有越来越多的RFLP、RAPD、SCAR、SSR标记被开发出来，已在外源

7、染色体鉴定和分子标记辅助育种方面发挥巨大作用。所以，本实验室在细胞遗传学实验中开设了外源染色体检测的分子标记实验技术，包括小麦近缘植物基因组特异性PCR标记创建、利用SSR标记鉴定外源染色体、利用DNA分子杂交鉴定外源染色体等实验项目，把最新的实验技术和科研成果应用到细胞遗传学实验内容体系中，为研究生的科研工作打下了良好的基础。　　　　2.4利用蛋白质电泳检测外源染色体的实验技术　　　　同工酶在同一部分同源群内的不同染色体之间具有相似性和多态性，他们所携带的多种同工酶基因在染色体上的排列具有一定的次序。在小麦中，利用非

8、整倍体系列（尤其是利用端体和缺体一四体补偿体)和附加系、代换系已经将许多同工酶基因定位于相应的染色体和染色体臂上，并绘制出同工酶基因的染色体图。因此，可以利用同工酶分析检测导入受体中的外源染色体和染色体片段，利用多个生化标记，可进一步确定易位片段的大小和位置。利用种子贮藏蛋白进行外源染色体鉴定是生化标记鉴定的一种有效方法。谷类作物