荧光原位杂交技术的发展及在植物中的应用

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1、细胞遗传学课程论文题目：荧光原位杂交技术的发展及在植物中的应用姓名：秦冉学号：1131604010荧光原位杂交技术的发展及在植物中的应用摘要:荧光原位杂交技术（fluorescenceinsituhybridization,FISH）是20世纪80年代末发展起来的一种非放射性原位杂交技术。该技术因其具有灵敏度高、特异性强、定位准确、快速有效、安全直观等特点而被应用于很多领域。本文简要介绍了荧光原位杂交在染色体制片技术、探针类型及探针标记方法方面的发展，概述了荧光原位杂交技术在基因定位，远缘杂种的鉴定及外源染色质的检测等方面的应用。

2、关键词：荧光原位杂交技术；染色体制片技术；探针标记方法；基因定位ThedevelopmentoffluorescenceinsituhybridizationanditsapplicationinplantAbstract: Fluorescenceinsituhybridization(FISH)isanonradioactiveinsituhybridizationtechniquedevelopedinthelate1980s.Becauseofitscharacteristics:highsensitivity,stron

3、gspecificity,accuratepositioning,fast,safeandeffective,itcanbeusedinmanyfields.ThispaperbrieflyintroducesthedevelopmentofFISHinplantincludingthechromosomaltechnique,probetypeandlabelingmethod,thensummarizestheapplicationofFISHingenemapping,identificationofthedistanthy

4、bridanddetectionofthealienchromatin,etc.Keywords:fluorescenceinsituhybridization;chromosomaltechnique;probemethod;genemapping前言荧光原位杂交技术是20世纪80年代末发展起来的一种非放射性原位杂交技术[1]。其基本原理为：根据核普酸碱基互补配对原则,使荧光标记的探针序列与靶DNA序列进行杂交,然后用合适的检测方法将荧光信号检出,达到基因定位的目的。因其具有灵敏度高、特异性强、定位准确、快速有效、安全直观等特点

5、而被应用于很多领域。自从Rayburn等[2]于1985年首次将原位杂交技术应用于植物染色体研究后，该技术便在植物学研究中得到了广泛的应用。主要是由于以下几方面的原因：①FISH的灵敏度接近同位素标记探针杂交[3-4]，在安全性，空间分辨率，速度和探针的稳定性等比放射性同位素标记探针杂交更具优越性；②运用不同荧光色素标记的探针可同时检测一个细胞核中2种或更多的核甘酸序列；③DNA序列能被定位在目标范围从载玻片上分散的中期细胞染色体到悬浮固定保存细胞三维结构的间期核中[5]；④探针标记和荧光试剂从商业上可得，而且使FISH过程直接可

6、靠；⑤荧光显微镜和数字成像系统在过去2010多年中不断改进；⑥特殊种属的全基因组，完整染色体，染色体亚区域或单拷贝序列能在多种探针混合运用情况下出现特异信号；⑦未标记的基因组DNA通过探针预杂交抑制重复序列，对定位象柯斯质粒这样一类含大插入探针的特定序列是至关重要的。来。FISH技术的程序较复杂，主要流程包括染色体标本的制备，探针的制备、纯化与检测，染色体与探针的变性，原位杂交，杂交后洗脱，杂交信号的检测和放大，荧光显微镜观察、照相。随着FISH技术的不断发展，衍生了染色体原位抑制（CISS）技术、间期核FISH、引物原位标记或D

7、NA合成（PRINS）技术等，并且发展出M-FISH、3D-FISH、Rx-FISH技术、CGH以及近年来微阵列技术（Microarray）等。同时，原位杂交靶目标从中期染色体发展到DNA纤维，提高了FISH技术的分辨率，即2个不同DNA探针能够被检测到的最小距离，由1Mb发展到1kb，这更进一步拓展了FISH技术的应用领域，成为分子细胞遗传学的一项代表技术。近二十年，随着该技术的不断发展，在植物的研究中已得到了广泛的应用，例如植物基因的染色体物理作图[6]，杂种中亲本染色体的鉴定[7]，外源染色体或染色体片段的检测[8]，物种进

8、化及亲缘关系的探讨[9],转基因材料中外源基因的定位[10]。本文主要介绍了荧光原位杂交探针类型、探针标记方法的发展、染色体制片技术的发展等，综述了荧光原位杂交技术在植物分子细胞遗传学方面的应用与展望。1荧光原位杂交技术FISH的发展1.1染色体制