植物非整倍体及其遗传

生物物种在长期的进化过程中形成了稳定的遗传体系,都具有整倍的染色体数。但整倍体生物能够自发地或人为地产生非整倍体。植物非整倍体(三体)是在曼陀罗中首先发现的,并且在育种的过程中陆续培育出12种可能的三体。此后,又在烟草和燕麦中发现单体等非整倍体。     

贝类非整倍体研究进展

近年来,在贝类多倍体育种研究中,人们发现了成活的非整倍体胚胎和成体,并就此开展了相关的研究.对此研究进行了综述,对非整倍体的类型、产生原因、生长发育、鉴定方法等进行探讨,并展望了非整倍体研究的前景和应用价值.     

非整倍体中的反式调控机制

非整倍体内基因组不平衡会对整体基因表达产生反式调控,往往严重危害生物体的生长和发育.本文首先在总结了植物、果蝇和人类非整倍体的基因表达研究及反式调节机制的基础上,证明了反式剂量效应在非整倍体中具有普遍性.其次描述了组蛋白修饰、染色质重塑、DNA和RNA修饰以及lnc RNA在非整倍体反式调节过程中可能发挥的作用.最后重点讨论了剂量敏感调节因子和大分子复合物成员间的化学计量关系在此过程中的重要性.上述内容对于进一步了解非整倍体基因表达的调控机制具有重要意义.     

无创DNA检测技术在产前胎儿非整倍体筛查中的应用

目的:探讨无创DNA检测技术在孕妇产前临床检测中的应用。方法:对276例孕妇进行胎儿无创DNA产前检测,包括高龄(年龄≥35岁)、唐筛结果为高风险或单项指标异常、超声软指标异常者。结果:276例中,267例检测为低风险,9例检测为高风险。高风险包括5例提示21-三体综合征、2例提示18-三体综合征、1例提示13-三体综合征、1例提示胎儿性染色体DNA含量不足。9例异常者经羊水和脐血穿刺检测证实与无创DNA结果吻合,准确率为100%。结论:无创DNA产前检测针对胎儿21-、18-、13-三体综合征筛查,具有简单安全、可靠等优点,较血清学筛查有着无可比拟的优越性。这项技术大大减少了有创产前诊断人数,将作为一种筛查技术大规模应用于临床,是未来发展的趋势。     

昆明山海棠诱发果蝇生殖细胞非整倍体的研究

以黑腹果蝇的非整倍体测试品系评价了云南地方中草药昆明山海棠水抽提物(THH)在动物生殖细胞中的非整倍体诱发效应,秋水仙素(COL)为本试验的阳性对照物。结果发现,在所有雌雄成虫口饲染毒组中,THH(10-80mg /ml)及COL(2.5-20μg/ml)均显著诱发生殖细胞非整倍体,从而导致X0及X XY例外子代频率显著升高(P<0.001-0.5)。试验表明:THH及COL均能够在蝇生殖细胞形成过程中导致染色体的丢失或不分离;在本研究的受试剂量范围内,雄性果蝇对受试物诱发生殖细胞X染色体遗失效应较为敏感,而雌性果蝇则易检出诱发生殖细胞性染色体不分离的化合物。     

多色荧光原位杂交检测小鼠精子非整倍体

比多色荧光原位杂交技术评价了２－（４－噻唑）苯丙咪唑（ＴＢ）在雄性小鼠生殖形成过程中的非整倍体诱发效应。根据小鼠精子发育周期,以口饲法处理动物１１天,间隔２２天后取小鼠精子涂片,聚合应用８号,Ｘ及Ｙ染色体特异性ＤＮＡ探针进行多色ＦＩＳＨ,检测精子中出现的二倍体、双体、和缺本频率。结果发现：在２００ｍｇ／ｋｇ剂量组,上述３类异常精子频率均显著高于溶剂对照,其他２个剂量组的非整倍体精子频率与对照无显著     

利用染色体加倍技术创建油菜非整倍体

采用秋水仙素染色体加倍技术,获得了纯合黑籽甘蓝型油菜品系NJ230(Brassica napus)的染色体加倍材料(2n=76).对加倍材料连续自交3代,观察加倍材料后代染色体数目及性状变异,结果表明:(1)加倍材料当代(D1)植株矮化;(2)加倍材料自交1代群体(D2)呈现雄性不育、种子颜色等性状变异;(3)加倍材料自交2代后(D3、D4),多数植株染色体数为2n≤38;(4)获得了1个2n=32的黄籽非整倍体系.本实验为油菜非整倍体创建提供了一种可行的方法.     

高频率产生芸苔属非整倍体和纯合植株及基因组原位杂交分析

进行了芥菜型油菜(Brassica juncea (L.) Czern. &; Coss.)和埃塞俄比亚芥(B. carinata A. Braun)与新油料植物资源诸葛菜(Orychophrogmus violaceus (L.) O. E. Schulz)之间的属间杂交, 并对产生的后代植株进行了基因组原位杂交分析. 结果表明, 芥菜型油菜与诸葛菜的杂交后代由3类混倍体组成, 第一类的体细胞和花粉母细胞(PMC)主要含有芥菜型油菜的36条染色体和附加的诸葛菜染色体(2n = 36 ~ 44); 第二类(2n = 30 ~ 36)主要产生具有芥菜型油菜染色体的PMC(2n = 36)和1 ~ 4对芥菜型油菜染色体被诸葛菜染色体所代换的代换型PMC(2n = 36); 第三类(2n = 30 ~ 36)植株的PMC则只具有芥菜型油菜染色体(2n = 36). 而埃塞俄比亚芥与诸葛菜的杂交后代由两类混倍体(2n= 29 ~ 34)组成, 第一类的绝大多数PMC的染色体数目(2n= 34)及行为与母本埃塞俄比亚芥植株的一样, 只是部分PMC包含1 ~ 3对诸葛菜染色体, 而第二类的PMC只具有埃塞俄比亚芥的34条染色体. 从以上杂种的后代中获得了芸苔属亲本种的附加系、代换系、 亚倍体和纯合植株. 这些结果为在芸苔属与诸葛菜属间杂交中可能发生的亲本种染色体组分开现象提供了分子细胞遗传学证据.     

植物非整倍体研究进展

非整倍体(aneuploid)是指相对于正常个体(euploid)的染色体组增加、减少一条或若干条染色体的生物个体。由于非整倍体个体存在基因剂量效应的不平衡性(gene-dosage imbalance),非整倍体个体往往会表现严重的表型缺陷(aneuploid syndrom),如发育迟缓,个体矮小,难以繁殖后代等。在人类中,最为典型的例子为导致新生儿智力缺陷的唐氏综合症,由额外的一个21号染色体拷贝(部分拷贝)引起。此外,大多数癌细胞类型表型为严重的非整倍体。在大多情况下,非整倍体对于动物及人类是致命的,而植物对于非整倍体则往往表现出较强的耐受力,特别是在异源多倍体植物中。植物非整倍体对于植物的遗传、育种研究有重要意义,在基因及分子标记的物理位置确定,基因转移,连锁群与染色体的对应关系的确立上具有无可比拟的优势。该文综述了近些年来有关植物非整倍体研究的结果,介绍了非整倍体的几种重要成因和有关非整倍体鉴定手段的变迁,阐述了植物非整倍体对个体表型、基因表达以及表观遗传方面的影响,重点讨论了非整倍体在植物进化、基因组序列测定以及遗传改良方面的潜在作用。同时,探讨了植物非整倍体研究的新思路,以及利用非整倍体促进相关植物遗传改良、育种研究的新方法。     

用FISH技术研究人类体外未受精卵的21号染色体非整倍体

采用荧光原位杂交技术,选用人类21号染色体端粒探针（21qter）,检测人类体外未受精卵的21号染色体非整倍体发生率,并比较非整倍体率与25－30岁和31－35岁这两个女性年龄组、IVF指征、超排方案之间的关系,在54个未受精卵中,正常21号单体30枚,二体16枚,三体4枚,缺体4枚,非整倍体率为44.4％（24／54）;25－30岁和31－35岁这两个年龄组、IVF指征、超排方案的患者的21号染色体非整倍体率之间的差异无显著性,卵母细胞21号染色体的非整倍性是造成体外受精失败的重要原因之一。     

三种有丝分裂抑制剂诱发小鼠骨髓细胞非整倍体的比较研究

以秋水仙素有丝分裂(CM)效应、微核(MN)及染色体畸变(CA)三种体内细胞遗传学指标综合评估了有丝分裂抑制剂(秋水仙素、益康唑及对苯二酚)诱发小鼠骨髓细胞非整倍体的效应。结果表明:秋水仙素是典型的多倍体及非整倍体诱发剂。益康唑对细胞有丝分裂有与秋水仙素相类似的效应,进一步分析表明其在哺乳动物体细胞内无非整倍体诱发效应。对苯二酚在哺乳动物活体实验系统中,可能具有诱发非整倍体及染色体结构畸变的多种遗传毒性。结果提示三种细胞遗传学指标能为非整倍体诱发剂的检出提供依据。     

丙烯酰胺非整倍体诱发效应的荧光原位杂交和CREST染色的研究

本文以小鼠着丝粒次要卫星DNA探针FISH和抗着丝粒CREST染色,研究了可疑的非整倍体毒剂丙烯酰胺(AA)诱导的小鼠NIH3T3细胞微核(MN)的着丝粒组成情况和小鼠骨髓染色体畸变(CA)情况。结果发现AA在100—400μg/ml诱导的MN约52.7％—71.6％为FISH阳性,60.5％—68.2％的MN为CR-EST阳性,两种结果均显示AA具有较强的非整倍体诱发效应。小鼠骨髓CA的FISH表明,AA既能诱导染色体结构畸变,又能诱导非整倍体形成,而以非整倍体诱发效应更为明显。     

韭不同倍性及其非整倍体的ITS序列变异研究

对不同倍性及其非整倍体韭Allium tuberosum和野韭Allium ramosum核糖体DNA的内部转录区(ITS)进行了PCR扩增和克隆,并测定10个ITS1和ITS2的序列,用ITS1 ITS2的序列探讨Allium tuberosum和Allium ramosum的系统发育关系。研究表明,Allium tuberosum与Alli-um ramosum种间的平均Kimura遗传距离仅为0．0146,二者是一对近缘种。虽然韭经历了长期的人工选择和自然选择,但与野韭的分化仍然较小。韭不同倍性及其非整倍体之间,其ITS序列亦无明显差异。     

“染色体整倍体变异”的教学分析与组织

分析了人教版和浙科版教材对“染色体整倍体变异”内容呈现形式和特点,提出了按照“S·T·S”组织教学的基本设想,分为“概念的形成”和“概念的应用”2个基本环节实施教学,达成了预期的教学效果.     

小麦花培后代产生非整倍体的研究

取不完全结实的小麦花粉植株的株系后代66株进行细胞学鉴定。结果如下:染色体数目正常的有34株,占51.5％;染色体数目变异的有32株,占48.5％,其中单体25株,双单体4株、三体3株。经Giemsa-N带技术鉴定,其中有3株3B、6B双单体;3株3B单体;3株7B单体和1株3B三体。     

中国籼稻品种非整倍体的研究——Ⅰ.植物形态学部分

利用长江流域早熟籼稻品种广陆矮四号通过秋水仙碱处理诱导同源四倍体,进而通过杂交获得三倍体。研究了由三倍体产生的各种非整倍体类型。培育出了一套籼稻品种广陆矮四号的初级三体。 除了三体_(11)和二倍体相似,其它11个初级三体都有明显不同的形态学特点,可依照这些特点互相区别。     

正常人染色体Cd结构的研究

本文采用Cd-NOR同步银染技术,对23例正常人染色体Cd结构变异、Cd结构消失、小Cd结构以及“Cd-NOR融合”作了分析。结果发现:(1)具有小Cd结构的染色体常涉及D、G组染色体;(2)Cd结构变异最常发生于1号和16号染色体上;(3)G组染色体上“Cd-NOR、融合”频率显著高于其理论值;(4)正常人细胞中存在一定频率的Cd结构消失现象。本文还对人类近端着丝粒染色体易于不分离的原因作了初步讨论,并对此提出了新的解释。     

甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种后代非整倍体类型及细胞遗传学研究

在甘蓝型油菜与诸葛菜属间五倍体杂种后代中,鉴定出多种非整倍体类型。在P3群体中,细胞学观察发现诸葛菜染色体替代甘蓝型油菜的1对染色体异代换植株,体细胞由36~38条染色体的3种类型组成,但具38条的体细胞与花粉母细胞（PMC）占绝对优势,育性正常。在P4群体后代中鉴定出3株具有37条染色体的单体类型,形态与结实率均不相同。其中1株生长势很强,其体细胞与PMC均由多种类型构成,但具37条的体细胞与花粉母细胞占主要比例,未配对的染色体形态较小,对生长无明显影响。在染色体数为44与41的两种超倍体（P3群体）后代,鉴定出具有29~32条染色体的4种非整倍体,除染色体数为29的植株外,其余均为混倍体,它们的减数分裂异常,花粉育性低。本文对这些非整倍体的来源和应用的前景进行讨论。     

颈项透明层厚度超声联合无创DNA对孕妇胎儿染色体非整倍体异常诊断效能的影响

摘要 目的：探讨颈项透明层(nuchal translucency,NT)厚度超声联合无创DNA对孕妇胎儿染色体非整倍体异常诊断效能的影响。方法：2018年7月到2020年4月选择在本院进行产前筛查的孕妇120例,所有孕妇都给予NT厚度超声联合无创DNA检查,采用羊水穿刺分析检测结果为阳性的胎儿情况。结果：120例胎儿的NT厚度为0.8~10 mm,平均厚度为1.57±0.41 mm;不同孕妇年龄的NT厚度对比差异无统计学意义(P>0.05)。以羊水穿刺检测结果为金标准,120例胎儿中检出染色体非整倍体异常7例,NT超声检出12例,无创DNA检出13例,联合检出14例。NT超声、无创DNA与联合诊断的染色体非整倍体异常敏感性为57.1%、85.7%和100.0%,特异性为92.9%、93.8%和93.8%。检测结果为阳性的14例胎儿中,还包括3例淋巴水囊瘤,2例单脐动脉伴胎儿宫内发育迟缓,1例胎儿双肾畸形,1例胎儿并腿畸形。结论：颈项透明层厚度超声联合无创DNA在孕妇胎儿染色体非整倍体异常中的诊断具有操作简便、无创伤等特点,诊断敏感性与特异性都比较高,可对临床医生遗传咨询有一定的参考价值。