范文一:植物细胞遗传学名词 00
植物细胞遗传学名词 00
tubule n. 小管,细管
microtubule n. 微管。 真核细胞中的管状蛋白多聚体结构,直径25nm,13条原丝
水平排列而成,每条原丝由微管蛋白聚合组成。
tubulin n.微管蛋白。组成微管的基本单位,是球形分子,有α-微管蛋白和β-微管蛋白两种类型。
filament n. 线,丝状物
microfilament n. 微丝。由肌动蛋白聚合而成,直径7nm的丝状结构。——微丝也
叫丝状肌动蛋白(filament actin, F-actin)。组成微丝的肌动蛋白
单体称为球体肌动蛋白(globular actin, G-actin)。
protein n. 蛋白质
caryophilic protein 亲核蛋白。通常把在细胞质内合成,然后运输到细胞核内发挥功
能作用的一类蛋白质。
actin n.肌动蛋白
nuclear n. 核
NLS:nuclear localization signal 核定位信号。亲核蛋白常含有4~8个氨基酸残基
组成的信号序列,这个信号序列可以指导蛋白质
通过核孔复合体向核内输入并定位于细胞核,这
一特殊氨基酸序列即核定位信号。
NES:nuclear exportion signal核输出信号。 RNP的蛋白质上具有输出信号,RNP
与输出蛋白(exportion)和Ran蛋白结合,形成
RNP-exportion-Ran-GTP复合体,输出细胞核。
RNP:ribonucleoprotein 核糖体蛋白。细胞核中的RNA常结合蛋白质以核糖体蛋白
的形式转运到细胞质中。
范文二:植物细胞遗传学论文题目
植物细胞遗传学论文题目
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植物细胞遗传学论文题目:
四类植物雌激素对大鼠成骨细胞生物活性影响比较研究
急性移植物抗宿主病(GVHD)小鼠模型的建立及记忆性CD8,+T细胞与GVHD相关性的研究
SDF-1α/CXCR4通路介导平滑肌祖细胞参与静脉移植物内膜增厚的实验研究
紫外辐照导致植物细胞DNA损伤的彗星电泳检测及生理指标的测定
α-黑素细胞剌激素基因原位转染及B7-H1基因修饰的树突状细胞对小鼠同种异体心脏移植排斥反应的影响
供者来源凋亡胸腺细胞输注延长皮肤移植物存活及其机制
ILT基因修饰的树突状细胞诱导移植物免疫耐受的研究
不同叶序植物内源细胞分裂素和生长素差异分析
-60效应及机制研究 两种植物黄酮抗白血病细胞HL
苗药金铁锁药材和植物细胞培养产生的皂苷类物质含量和成分比较
新鲜分离的脂肪血管基质片段细胞促进兔脂肪移植存活的实验研究
异基因造血干细胞移植后CD4+CD25+调节性T细胞与移植物抗宿主病关系的研究
植物纳米基因载体及其细胞转化效果研究
利用植物凝集素作为胰腺干/祖细胞负向筛选标志性分子研究
人胚嗅鞘细胞的体外纯化和移植实验研究
雷帕霉素促进小鼠CD4+CD25+T细胞增殖和Foxp3表达的机制研究 10-羟基喜树碱和环孢素A对同种小鼠气管移植物急性排斥反应影响的实验
研究
葱属植物管状叶片形成过程的程序性细胞死亡
绢蒿属植物细胞学特征及其分类学意义
Fas Ligand基因修饰的骨髓树突状细胞抑制GVHD反应和机理 海洋寡糖对植物促生长及生理特性的研究
苔类植物的孢子产量、细胞表面结构以及中国角鳞苔属的物种多样性 移植物抗宿主病相关的细胞免疫的功能分析
基于细胞膜片技术构建小口径组织工程血管
供体凋亡细胞输注诱导大鼠胰岛移植免疫耐受的研究
水稻金属硫蛋白基因的原核表达、耐受重金属离子的特性及其基因家族的分
子克隆
两种药用菊科植物的化学成分及其抑制人乳腺癌细胞增殖作用的研究 紫外光(UV-B)对金丝桃细胞中黄酮类次生产物合成的影响及其信号转导机
理研究
黑龙江省31种蕨类植物的形态解剖学研究
香豆素类植物雌激素防治骨质疏松的分子生物学机制研究 药用植物荆半夏的细胞学及分子标记研究
CD4+CD25+调节性T细胞活化对其CCR5表达及趋化性影响的实验研究 四川淫羊藿属植物资源叶表皮微形态及细胞学和同工酶研究 百合科植物花粉形态及花粉发育的研究?
四川萱草属植物细胞学及繁育学研究
VEGF基因转染脂肪组织来源干细胞提高游离脂肪移植存活率的研究 第三者骨髓间充质干细胞对MHC不相合造血干细胞移植后急性移植物抗宿主
病影响的实验研究
植物美白提取物的筛选及作用机理探索
微波细胞破碎提取植物中有效成分的研究
三峡大坝截流前后长江口及其邻近水域浮游植物群集对比研究 异种脱细胞神经移植物制备方法及生物学评价
青岛南部近海浮游植物群落结构研究
郁金类药用植物的显微鉴定、细胞学及RAPD分子标记研究 BI-1对紫外光诱发飞廉悬浮细胞凋亡和黄酮合成积累的影响及其信号转导
机制研究
异基因造血干细胞移植植入失败后的补救治疗策略
沙芥属植物的细胞学研究
TJU103和CTLA4-Ig对DLI诱导的小鼠cGVHD和GVL效应的影响 四种薯蓣属植物形态解剖及薯蓣皂苷的组织化学定位研究 中国水龙骨科植物的系统演化研究
单克隆抗体清除受体NK细胞延长异种心脏移植物存活时间的研究
范文三:植物细胞遗传学论文题目
毕业论文,设计,
题 目 学 院 学 院 专 业 学生姓名 学 号 年级 级 指导教师
教务处制表
二〇一三 年 三月 二十 日
植物细胞遗传学论文题目
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植物细胞遗传学论文题目:
四类植物雌激素对大鼠成骨细胞生物活性影响比较研究
急性移植物抗宿主病(GVHD)小鼠模型的建立及记忆性CD8,+T细胞与GVHD相关性的研究
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紫外辐照导致植物细胞DNA损伤的彗星电泳检测及生理指标的测定
α-黑素细胞剌激素基因原位转染及B7-H1基因修饰的树突状细胞对小鼠同种异体心脏移植排斥反应的影响
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ILT基因修饰的树突状细胞诱导移植物免疫耐受的研究
不同叶序植物内源细胞分裂素和生长素差异分析
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植物纳米基因载体及其细胞转化效果研究
利用植物凝集素作为胰腺干/祖细胞负向筛选标志性分子研究
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雷帕霉素促进小鼠CD4+CD25+T细胞增殖和Foxp3表达的机制研究 10-羟基喜树碱和环孢素A对同种小鼠气管移植物急性排斥反应影响的实验
研究
葱属植物管状叶片形成过程的程序性细胞死亡
绢蒿属植物细胞学特征及其分类学意义
Fas Ligand基因修饰的骨髓树突状细胞抑制GVHD反应和机理 海洋寡糖对植物促生长及生理特性的研究
苔类植物的孢子产量、细胞表面结构以及中国角鳞苔属的物种多样性 移植物抗宿主病相关的细胞免疫的功能分析
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子克隆
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理研究
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病影响的实验研究
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微波细胞破碎提取植物中有效成分的研究
三峡大坝截流前后长江口及其邻近水域浮游植物群集对比研究 异种脱细胞神经移植物制备方法及生物学评价
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郁金类药用植物的显微鉴定、细胞学及RAPD分子标记研究 BI-1对紫外光诱发飞廉悬浮细胞凋亡和黄酮合成积累的影响及其信号转导
机制研究
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单克隆抗体清除受体NK细胞延长异种心脏移植物存活时间的研究
范文四:第二章(7)植物体细胞遗传学
第二章(7) 植物体细胞遗传学
1 体细胞遗传学研究的内容
体细胞遗传学是遗传学、细胞学和组织培养学相结合的产物。 一般的细胞遗传学研究的内容是染色体在减数分裂过程中的行为及其遗传后果。体细胞遗传学主要研究离体培养的体细胞在有丝分裂过程中的遗传规律。
2 体细胞遗传学分类
2.1 种间体细胞遗传学 研究不同物种体细胞融合后异核体的遗传行为,对人工合成体细胞杂种有重要的指导意义。
2.2 种内体细胞遗传学 对来自同一物种的体细胞进行研究,通过对细胞进行诱变、选择和互补分析等,不但可以获得新的基因型,而且有助于对某些一般性问题的了解,如基因的结构和功能,基因的表达和调控,细胞分化与发育的机制等。
3 物种分类
3.1 非体细胞多倍体物种(non-polysomatic species)
裸子植物、10%的被子植物、向日葵、胡萝卜、麝香百合等。
3.2 体细胞多倍体物种(polysomatic species)
90%的被子植物、豌豆、烟草、芍药等。
4 离体培养中的遗传与变异
4.1 离体培养中的遗传稳定性
离体培养的细胞学基础是有丝分裂。有丝分裂的DNA 半保留复制和染色体均等分裂机制,从理论上可以保证离体培养物在一般情况下的遗传稳定性。在准确选择培养方式的前提下,离体无性繁殖可以具有较高的遗传稳定性(Phillip 等,1994)。正是基于这一理论,利用离体培养技术建立了多种植物的无性繁殖体系。
4.2 离体培养条件下遗传变异的特点
4.2.1 普遍性 植物种类、培养方式、培养类型.
4.2.2 局限性
从表型上看,在不同植物类型中经常发生的体细胞变异主要是植株形态(株高、叶形、叶色等)、生长势、育性、某些抗性等性状的变异。
从生理生化特性上看,容易出现同功酶谱、次生代谢的消长等变异。
4.2.3 嵌合性
嵌合性是指同一有机体中同时存在有遗传组成不同的细胞,它是组织培养中常见的现象。在自然界中,染色体数的嵌合性是由杂种或新近合成的多倍体的遗传不稳定性造成的。 这种混倍体现象的出现表明,再生植株可能是由愈伤组织中一个以上细胞起源的。
5 影响体细胞遗传与变异的因素
5.1 供体植物 供体植物倍性水平、植物的基因型、外植体细胞分化程度。
5.2 培养基及培养方式
Torrey(1961),通过改变培养基成分,可有选择地诱导和保持倍性较高的细胞分裂。 豌豆根段:基本培养基+ 2,4-D 二倍体细胞发生分裂
基本培养基+ 2,4-D+激动素+酵母浸出液 有选择地诱导四倍体细胞发生分裂。
5.3 继代培养的次数
一般来讲,继代时间越长,继代次数越多,细胞变异的几率就越高。
6 体细胞变异的细胞遗传学基础
6.1 DNA核内重复复制
DNA在核内重复复制(endoreduplication )但不发生细胞分裂,其结果是染色体组数增加,形成同源多倍体。如果这种DNA 重复复制多次发生,细胞内DNA 含量就会不断上升。
6.2 染色体断裂与重组
染色体断裂与重组是离体培养中染色体结构变异的主要原因之一,也是体细胞变异中经常发生的现象。
染色体结构变异的细胞学特征是:分裂中期出现断裂的染色体片段以及染色体桥,其结果是在体细胞中出现染色体易位、缺失、倒位等多种类型的结构变异。
6.3 非正常有丝分裂
离体培养中,染色体除了整倍性变异外,还可观察到大量的非整倍性变异,这种愈伤组织往往分化能力低下,再生植株大多生长不正常,有性繁殖的遗传稳定性差。 7 体细胞变异的分子遗传学基础
7.1 碱基突变
碱基突变是指DNA 序列中碱基的改变。如果改变碱基的DNA 序列处于结构基因的位置或调控序列的位置,就可能导致遗传状态的改变。碱基突变是产生体细胞变异的重要途径之
一。对于单基因控制的遗传性状,大多数碱基突变可以稳定遗传,而且符合孟德尔遗传分离规律,这一点已在水稻、烟草和玉米的体细胞变异中得以证实(张春义和杨汉民,1994)。
7.2 DNA序列的选择性扩增与丢失
在许多植物中均观察到,DNA 分子中一些重复序列在培养条件下发生了扩增。在许多植物种类中还观察到,在组织培养过程中,以及经组织培养再生的植株,甚至在这些植株的后代中,有时也会发生DNA 序列丢失的现象。
7.3 转座子活化
转座子(transposon):在基因组中可以移动的一段DNA 序列。 转座子首先是由McClintock 在玉米中发现的,现已证实它是引起许多遗传不稳定现象的重要原因。
7.4 DNA甲基化
DNA甲基化(methylation )在基因表达调控中具有重要作用。离体培养再生植株的甲基化变化首先在玉米体细胞无性系再生植株中发现。 胡萝卜、番茄、马铃薯等多种植物的培养细胞或再生植株中,均报道发现了因DNA 甲基化改变而产生的体细胞变异(刁现民和孙敬三,1994)。
8 体细胞无性系变异的诱导与选择
8.1 体细胞变异诱导材料的选择
8.1.1 目标性状的可行性
体细胞突变的频率虽然较高,但对于某一个体来讲,变异的性状是个别的,因此选择
综合性状良好的植物品种材料,通过诱变改变个别不良性状,是体细胞突变系选择的目的。
8.1.2 试验材料的细胞培养技术
必需充分考虑试验植物的细胞培养技术水平,只有对起始材料有良好的培养技术,才有可能制定完满的诱变及选择方案。如果起始细胞的培养技术不成熟,不能再生整株,则不能进行后续的各项操作。
8.1.3 合适的细胞类型 适当的细胞类型亦是提高体细胞突变系筛选效率的重要条件。
8.2 培养细胞的诱变
8.2.1 物理诱变 物理诱变主要是通过射线、磁场以及温度等对培养物进行一定处理,然后对处理后的培养物进行培养筛选。常用的射线处理包括X 射线、γ射线、快中子、紫外线等。
8.2.2 化学诱变
常用的化学诱变剂主要有:烷化剂(硫酸二乙酯 DES,乙基磺酸乙酯 EES,甲基黄酸乙酯 EMS,环氧乙烷EO ,乙烯亚胺 EI等),此类诱变剂有一个或多个活化烷基,可与DNA 分子中的碱基或磷酸基结合,改变DNA 的结构而引起突变。
8.2.3 复合因子诱变
诱变处理可以是单因子处理,亦可以是复合因子诱变。一般来说,复合诱变的效果比单因子诱变好。
8.2.4 转座子插入诱变
可以独立插入通过其转座功能诱导变异。利用这一途径已在苜蓿、马铃薯、番茄、甘蓝等多种植物上获得可利用的体细胞变异植株。
9 体细胞突变体的筛选
9.1 直接筛选法
直接筛选法是在设计的选择条件下,能使培养细胞或再生个体获得直接感官上的差异,因此能将突变个体和非突变个体分离。
最直接的做法是用一种含有特定物质的选择培养基,在此培养基上只有突变细胞能够生长,而非突变细胞不能生长,从而直接筛选出突变体。如抗除草剂、抗盐碱突变体的筛选,均可直接在培养基中加入一定浓度的除草剂或增加渗透压的物质。
9.2 间接筛选法
间接选择法是一种借助于与突变表现型有关的性状作为选择指标的筛选方法。当缺乏直接选择表型指标或直接选择条件对细胞生长不利时,可考虑采用间接筛选法。
10 体细胞变异的利用
10.1 创造育种中间材料或直接筛选新品种
据统计,诱导突变已被用来改良诸如小麦、水稻、大麦、棉花、花生和菜豆这些种子繁殖的重要作物。在全世界50多个国家中,已培育出1000多个由直接突变获得的或由这些突变体杂交而衍生的品种。这些品种的主要特性包括品质改良、增强抗病性和抗逆性等。 10.2 遗传研究
突变体作为基因克隆和标记筛选具有独特的优点。因为突变一旦发生,即可在表现型上与供体显著不同,通过差异显示或分子杂交筛选,即可快速获得突变位点的DNA 序列,经过测序与功能鉴定,就可能获得与突变性状相关的基因。即使通过分析不能获得功能基因,这些DNA 序列也可作为与突变性状相关的分子标记,用于相关遗传研究。
10.3 发育生物学研究
植物的个体发育是一个渐进过程,每一个器官和组织的分化都是一个复杂的调控过程。利用体细胞突变策略对植物发育的基因调控研究取得了突破性进展。特别是利用拟南芥和金鱼草等模式植物,已分离出一大批不同发育阶段和组织类型的突变体,包括顶端分生组织、根、开花转变、花序、花分生组织、胚胎发育等的一系列突变体。通过对这些突变体的研究,不仅建立了器官发育模式,而且分离鉴定了一大批与发育有关的基因,包括维持正常发育状态的基因、促进发育进程的基因,以及相关修饰基因(许智宏和刘春明,1998)。 10.4 生化代谢途径研究
生物的各种代谢活动涉及到一系列酶相关基因的表达。如果某一代谢过程的关键酶基因突变,则会影响到下游代谢链的正常进行。因此,突变体作为代谢活动调控研究的工具,具有十分便利和高效的优势。
小 结:离体培养中遗传的稳定性是相对的,而体细胞变异发生是普遍的,但变异的程度可以通过培养类型和条件进行控制,从而使我们能够更好地应用离体培养技术。 选用适当的外植体和培养方式,减少体细胞变异发生,使培养群体维持遗传稳定,可以充分利用离体培养的快速繁殖优势繁殖健康种苗。将离体培养技术与诱变技术相结合,可以提高变异频率,增加变异选择的基础材料,丰富遗传资源。特别是随着诱变途径的不断完善和分子生物学技术的应用,必将使体细胞变异的研究和应用潜力得以更充分的发挥。 思考题:
1 从细胞学和分子生物学机制上解释体细胞无性系变异的机制。
2 体细胞无性系变异的诱导和选择方法。
范文五:细胞遗传学总结
第一章
1细胞遗传学的任务:
研究染色体的数目、形态、结构、功能与运动,以及这些特征的各类变异对遗传传递、重组、表达与调控的作用与影响。
对象:染色体
细胞遗传学是遗传学与细胞学相结合的一个遗传学分支学科。研究对象主要是真核生物,特别是包括人类在内的高等动植物。着重研究分离、重组、连锁、交换等遗传现象的染色体基础,以及染色体畸变和倍性变化等染色体行为的遗传学效应。
分子细胞遗传学--主要研究染色体的亚显微结构和基因活动的关系;
第二章
1染色质(Chromatin):在尚未分裂的细胞核中, 显微镜下可见的可被碱性染料染色较深的、纤细的网状物。 2染色体(Chromosome):染色体是遗传物质(DNA)与蛋白质按一定方式结合成核小体,由核小体相连成丝状染色质(Chromatin)再经多重螺旋化形成的具有特定形态结构的一种细胞器。
一、研究染色体形态最适合的时期
1有丝分裂中期 有丝分裂中期可以观察到哪些形态特征?
数目、长度、着丝粒、臂比、次益痕
2减数分裂第一次分裂前期的粗线期
3相对长度:某一染色体绝对长度占该染色体组绝对长度的百分数。 在细胞周期中,染色体处于动态的收缩过程中。 4着丝点(Kinetochore)- 着丝粒的外层结构,是细胞分裂时纺锤体微管附着部位.
二、按着丝粒位置将染色体分为几种类型
1)中着丝粒染色体 2)近中着丝粒染色体 3)亚中着丝粒染色体 4)亚端着丝粒染色体
5)近端着丝粒染色体 6)端着丝粒染色体
5核仁竞争:杂种特别是远缘杂种中,一物种的NOR活 性受到抑制、不能表达的现象。
6次级缢痕:主缢痕外着色较浅的染色体缢缩区,不能弯曲,与核仁形成有关。
三、减数分裂前期I粗线期可观察到哪些形态特征?
疖 端粒 染色粒 常染色质 和异染色质 次缢痕 臂比 着丝粒 长度 数目
7异固缩:在细胞周期中,某些染色体的某些部分在固缩程度和染色性质上与其他染或染色体其他部分不同步的现象。
组成型或结构型异染色质 在任何情况下均表现异固缩特征。一般位于着丝粒、核仁组织形成区和端粒附近 8兼性或功能型异染色质 具有常染色质的组成,在特定组织或特定时期表现异染色质特性。
染色粒:部分染色质在细胞分裂前期,尤其是粗线期聚集而成的呈念珠状颗粒,直线排列于染色体上,是DNA与蛋白质结合,在核小体组装染色体过程中形成的一种局部螺旋化结构。异染色质的染色粒一般比常染色质的染色粒大,且染色深。
9端粒: 末端特化的着色较深部位。由端粒DNA和端粒蛋白组成。
作用:防止染色体降解、连粘,抑制细胞凋亡,与寿命长短有关。
10.核型: 指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形态特征的总和。在对染色体进行测量计算的基础上, 进行分组、排队、配对, 并进行形态分析的过程叫核型分析。
*** 动物、植物、真菌等真核生物的某一个体或某一分类群(亚种、种、属等)的细胞内具有的相对恒定特性的单倍或双倍染色体组的表型。染色体的特征以有丝分裂中期最为显著,主要包括染色体的数目、长度、着丝粒的位置、随体(指某些染色体末端的球形小体,由着色浅而狭细的次缢痕与染色体臂相连)与副缢痕的数目、大小、位置,以及异染色质和常染色质在染色体上的分布、染色体分带类型、同位素渗入等。也称“染色体组型”。 将一个染色体组的全部染色体逐条按其特征画下来,再按长短、形态等特征排列起来的图称为核型模式图,它代表一个物种的核型模式
**有丝分裂染色体核型分析所依靠的形态指标:
染色体长度、着丝粒位置、次级缢痕的有无和位置随体的有无、形状和大小、用低温处理加Feulgen反应染色显现的异染色质区的分布(数量、位置和大小),特别是用Giemsa法染色或荧光染色显现的带型。
@@@粗线期染色体核型分析所依靠的形态指标::染色体长度常、异染色质 染色粒数目和分布 端粒 核仁组织区的有无和位置 着丝粒位置
染色体分带和带型分析:指借助于某些物理、化学处理,使中期染色体显现出深浅、大小、位置不同的带纹,特定
的染色体其带纹数目、位置、宽度及深浅程度都有相对的恒定性,可以作为识别特定染色体的重要依据。 ##染色体核型分析和带型分析的应用:
1. 物种起源与进化 2. 染色体结构和数目变异 3. 染色体与遗传的关系 4. 染色体标图5. 染色体工程育种
第三章
真核染色质的组成成分 : 由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成,
非组蛋白的功能:①帮助DNA分子折叠,以形成不同的结构域,从而有利于DNA的复制和基因的转录;②协助启动DNA复制;③控制基因转录,调节基因表达。
染色单体纤维:以细胞核基质为支撑基础的侧环结构进一步螺旋化,形成18个侧环组成的圆盘。许多圆盘上下重叠形成粗度约为200-300nm、中空的管状结构,内侧为染色体骨架,
一 、核小体(Nucleosome)模型
Olins 夫妇和Chambon在电子显微镜下观察到间期核直径约11nm颗粒,它们与直径1.5-2nm的纤维相连接形成串珠结构, 11nm颗粒称之为核小体。
用非特异性核酸酶(如微球菌核酸酶)处理染色质,大多数情况下可得到大约200bp的片段,但处理裸露的DNA分子会得到随机降解的片段。以这个实验为基础,Kornberg建立了核小体模型。
第四章
MPF, 成熟促进因子:能够促使染色体凝集,使细胞由G2期进入M期的因子。
@@如何利用胸腺嘧啶和秋水仙素获得同步培养的细胞?
1高浓度的胸腺嘧啶能够阻断DNA合成所需的核苷酸的合成, 因此将细胞群体培养在具有高浓度的胸腺嘧啶的培养液中时, 非同步化的细胞能够正常地通过细胞周期, 但到达S期时, 因DNA的合成被阻断, 这些细胞不能顺利通过S期进入G2期。经过对S期的短暂阻断, 再改变胸腺嘧啶的浓度, 解除抑制, 所有的细胞都开始DNA的合成, 即获得处于同步生长的细胞。2秋水仙素可抑制微管的聚合, 因而抑制有丝分裂器的形成, 将细胞阻断在有丝分裂的中期,适当时间后解除秋水仙素的作用,即获得处于中期的同步化的细胞。这一方法称为中期阻断法。
同源染色体:指分别来自父母双亲、形态和遗传内容都十分相似的染色体。
细胞内2n条染色体可配对形成n对染色体。配对的两条同源染色体称为二价体(bivalent)。细胞内二价体(n)的数目就是同源染色体的对数。
染色体构型 : 单价体,二价体,多价体,异型二价体
@@@减数分裂的生物学意义何在?
1数分裂保证了有性生殖生物在世代交替中染色体数目的恒定 雌雄配子的融合, 把不同遗传背景的父母双方的遗传物质混在一起, 其结果既稳定了遗传,又添加了诸多新的遗传变异, 大大增强生物对千变万化环境的适应能力.2减数分裂保证了生殖细胞在细胞周期中染色体的单倍化,然后通过受精作用还原为二倍体。没有减数分裂,有性生殖将是不可能的。
3减数分裂是遗传重组的原动力,增加了生物多样性,减数分裂也是遗传变异产生的主要原因。
@@减数分裂中单价体的行为:
1)AI分向两极,MII正常分离,2/4孢子中具有该染色体 2)AI正常分离,AII随机分离
3)AI着丝粒错分裂为等臂染色体,AII为端着丝粒染色体 4) MI不与纺锤丝相连,丢失在细胞质中形成微核 染色体组分析-- 分析异源多倍体的二倍体供体
根据形态学、组织学、解剖学及生理生化方面的资料选择几个二倍体侯选物种作为测验种(Analyser),与待测的多倍体目标物种(Object)杂交,观察杂种F1的染色体配对行为,综合所有杂种的染色体配对资料推导出目标物种的染色体组来源。
第五章
@@@影响交换频率的生物学和非生物学因素
1干涉(Interference): 指一个交换事件的发生阻碍(正干涉)或促进(负干涉)另一个交换事件的现象,如果不考虑染色单体,称染色体干涉,如果指前一交换所涉及的染色单体影响相同的两个染色单体邻位上的另一交换,称染色单体干涉。
2染色体位置效应:在所有测试的生物中着丝粒附近的交换频率明显下降。着丝粒对交换的抑制效应可能与着丝粒区的异染色质结构有关。 “重组热点” “重组冷点” “连锁不平衡”:;;年龄性别及温度、基因型
连锁群(linkage group):一条染色体上的所有基因,在传递行为上具有共分离的趋势,共同组成一个连锁群。一个生物连锁群的数目等于其配子染色体数。
遗传图谱: 反映位于同一染色体上的基因间的排列顺序和相对距离,图谱的建立以交换为基础,基因间距是由交换
频率转换而来,1%的交换值作为一个作图单位,常称为分摩(Centi-Morgan, cM)。
@@@连锁和重组的生物学意义
遗传稳定性:一条染色体即为一个连锁群 基因精确分配
功能和进化需要减少重组 (Y染色体、 操纵子)
交叉保证同源染色体均等分配
生物多样性:无重组: 2n 种基因型(n=配子染色体数) 有重组: 2m 种基因型(m=物种基因总数)
性染色体与常染色体(sex-chromosome and autosome) 与性别有关的一对形态、大小不同的同源染色体称为性染色体(XY或ZW),除性染色体之外的其他染色体称为常染色体(A)
2A+2X X:A=1 雌性(XX, XXY)2A+1X X:A=0.5 雄性 (XY, XO),0.5
剂量补偿效应(Dosage compensation): 使细胞中具有两份或两份以上基因的个体和只有一份基因的个体出现相同表型的遗传效应。(Muller等, 1931)
巴氏小体( Barr body): 即性染色质。无论一个个体有多少条X染色体,在体细胞中只有1条X染色体具有转录活性,其余的X染色体全部失活沉默,在细胞学上表现为异固缩,两个端粒互相靠近形成功能型异染色质体存在于核膜内侧,这种异染色质称性染色质,1949年由Barr发现,故称巴氏小体。
第六章 多线化的细胞处于永久间期, 体积也相应增大, 它存在于双翅目昆虫的幼虫组织内, 如唾液腺、气管、前肠、中肠及马氏管细胞中;原生植物;显花植物的反足细胞、胚柄等组织中。
B染色体:指真核生物中常染色体以外的一类染色体。
特点:1长度短 2 数目不定 3全部染色深或在端粒和着丝粒区染色深 4玉米和黑麦中亚端着丝粒染色体(臂比大) @@B染色体的遗传学效应
4 .1 对A染色体减数分裂配对的影响。对大麦族物种部分同源染色体配对具有调节作用。
2对A染色体总长度的影响使A染色体总长度增加。 4.2 对A染色体基因表达的影响(百合属:酯酶同工酶 )3 对生活力和育性的影响 10-15条:无影响;15-25条:影响生活力、 结实性、育性;30-34条:生活力极差、不育
端着丝粒染色体的稳定性取决于其着丝粒的完整性。
单端体雌配子传递率约50%,雄配子传递率约4%。
@@等臂染色体的遗传学效应
1)为缺失-重复染色体
2)非交叉遗传 交叉遗传:为性连锁基因特有的遗传现象,指一个隐性突变基因纯合母本和一个野生型父本杂交后代,雄性像母本,雌性像父本的现象。祖父所具有的某一性状通过女儿传递给孙代。
第七章
@@@缺失的细胞学特征?
无着丝粒断片:这种断片可残存于细胞质中形成微核。由于其它染色体结构变异和数量变异也会导致微核,所以应该进一步调查减数分裂过程。若同时观察到异型二价体或后期II姊妹染色单体长度不等。2)染色体核型、带型变化:缺失发生后,染色体的臂比随之改变,分带后可能会发现部分带纹丢失。3)染色体配对:如果染色体发生缺失,在杂合状态下其粗线期将表现不对称配对。对于顶端缺失,则在配对染色体构型上可呈现一段单体;如果发生中间缺失,则正常染色体在缺失部位突出成环。
重复的起源 1:染色 体断裂-重接 。2染色单体不等交换 。3倒位和易位杂合体中的交换4 转座因子不精确切离或共转导
倒位的遗传效应主要表现在对基因遗传图谱影响,即基因排列顺序和遗传距离。
①倒位杂合体的部分不育:含交换染色单体的孢子大多数是不育的。
②位置效应:倒位区段内、外各个基因之间的物理距离发生改变,其遗传距离一般也改变。
③降低倒位杂合体上连锁基因的重组率:
倒位杂合体非姐妹染色单体之间在倒位圈内外发生交换后可以产生以下4 种情况:
无着丝点断片(臂内倒位杂合体),在后期Ⅰ丢失;
双着丝点的缺失染色体单体(臂内倒位杂合体),在成为后期桥折断后形成缺失染色体,得到这种缺失染色体的孢子不育;单着丝点的重复缺失染色体(臂间倒位杂合体)和缺失染色体(臂内倒位杂合体),得到它们的孢子也是不育;正常或倒位染色单体,孢子可育。
∴倒位杂合体的大多数含交换染色单体的孢子不育,产生的交换型配子数明显减少,是倒位杂合体的连锁基因重组
率显著下降的原因。
倒位可以形成新种,促进生物进
5.倒位的进化意义化
1)在连锁群不变的情况下,增加了群体的染色体多态性。
2)超级基因:倒位区段内的基因间交换降低。
3)生物隔离:倒位杂合体导致半不育,一定程度上阻碍了正常个体与倒位个体间的基因交流。
2.易位的起源(Flash)
1) 理化诱变: 辐射、化学试剂等。 脆点(Fragile site)
2) 遗传因素: st(玉米,粘着基因), Ph(小麦), 杀配子染色体
3) 染色体错分裂后着丝粒再融合 4) 二价体互锁:减数分裂偶线期或粗线期。
5) 种子长期贮存: 6)组织培养,继代的频率越高,发生易位的频率也越高。
@@@与纯合体不同,相互易位杂合体在减数分裂早、中、后期均会表现与正常个体不同的细胞学行为。相互易位杂合体中的4个染色体在部分区段具有同源性而又不完全相同,在粗线期以前联会形成“+”字形构型, “+”字的中心转折点为易位断裂点,断裂点的位置以其距着丝粒间长度与其所在的正常染色体臂总长度之比值表示。 断裂点的位置非常重要,它与“+”字构型的命运休戚相关。因为它决定“+”字构型中交换的位置和频率,而交换的位置与频率又决定易位杂合体的中期构型和后期的分配方式,进而决定配子基因型的平衡性与配子的育性。 当易位断裂点靠近着丝粒时,其中间区段因太短不能发生交换,而着丝粒和断裂的远侧部分均可发生交换形成交叉,如果这些交叉靠近端部,如曼驼罗、月见草、风铃草等生物中,当减数分裂到达终变期,形成典型的四价体以O4表示,
如交叉较远离端化部位,如豌豆等生物中,终变期形成“+”字形构型。
当其中一个断裂点靠近端粒时,其远侧部分不能发生交换,终变期和中期形成链式开环构型,以C4表示;
如2个断裂点都靠近端粒,则形成2个二价体,并在以后的分裂进程中保持正常,但当断裂点与着丝粒相距较远足以发生交换,就导致缺失重复染色单体。
当断裂点位置合适使图中所有交换都发生时,终变期形成“8”字形构型。
中期I着丝粒取向及后期I分离:易位杂合体中期I的着丝粒取向是决定后期分离方式的先决条件。理论上着丝粒的取向可以分为互定向和非互定向。
互定向有两种情况:如果中期构型中的相间排列的染色体定向并分配到同一极,称为交替式定向分离;如果相邻排列的染色体定向分配到同一极,称为邻近式定向分离。根据着丝粒的同源性它们各分为2种方式:即同源着丝粒相反定向,分配到相反两极为I式定向;反之,若非同源着丝粒相反定向,分配到两极则为II式定向。所以互定向有4种方式:交替式I和II,相邻式定向I和II。
2种交替式定向分离,产物结果相同,都是互补的,遗传上平衡具有正常表型;而2种相邻式定向分离的产物不同,遗传上均不平衡,导致配子败育。
在非互定向中,有2个染色体的着丝粒未与纺锤丝相连,分离不规则,会出现2:2和1:3分离,它们产生的配子遗传上都不平衡,最终败育。
半不育是易位杂合体的突出特点:
①.相邻式分离:产生重复、缺失染色体,配子不育;
②.交替式分离:染色体具有全部基因,配子可育。
交替式和两种相邻式分离的机会大致相等,即花粉和胚囊均有50%是败育的,结实率50%。
易位的遗传学效应:
改变了连锁关系:易位最显著的遗传学效应就是改变了原有的连锁关系,使原来独立分配的基因连锁起来,而原来连锁遗传的基因独立分离,因而可以通过遗传图谱的比较识别易位。
假连锁:易位杂合体只有进行交替式定向分离才能产生遗传平衡的可育配子,即使中间片段发生交换,大部分可育配子还是由交替式分离产生,这样发生易位的2个非同源染色体分配到同一极的概率很大,这两个染色体上的基因在表型上具有共分离的趋势,酷似连锁,这种现象,称假连锁。
降低邻近易位接合点基因间重组率
B-A易位染色体就具有B染色体的特性,即小孢子第二次有丝分裂中不分离,易位杂合体产生2种精子,其一为B-A的缺失,另一为B-A的重复。前者与隐性突变体杂交,F1如果表现假显性,则这个基因可以定位到B-A染色体中的A染色体片段上。这与缺失作图颇有相似之处,可以将基因标定到特定染色体区段上。
第八章
染色体组 (genome): 在二倍体生物,一个正常配子所含有的全部染色体叫做一个染色体组。具有两个染色体组的生物叫做二倍体,记为2n。(组成染色体基数的一套染色体)
整倍性变异和整倍体(Euploid): 染色体数目按基数倍性出现的变异,称整倍性变异,体细胞染色体数为该物种染色体基数整倍数的个体,称整倍体。
非整倍性变异和非整倍体(Aneuploid): 染色体数目的变化只是在整倍体基础上增加或减少一条、一对或两条不同染色体或染色体臂,不与染色体基数成倍性关系的变异称为非整倍性变异,而这类变异个体称非整倍体。 同源多倍体(autopolyploid):同一基数染色体组加倍形成。马铃薯(2n=4x=48, AAAA) 异源多倍体(allopolyploid):不同染色体组的物种在杂交后加倍。2种:
染色体组异源多倍体:烟草SSTT,欧洲油菜AACC, 陆地棉AADD
节段异源多倍体:亲本染色体组是部分同源的,不同染色体组之间部分同源的程度很高, 如洋葱和葱,染色体联会出现二价体和四价体、多价体。滨麦草SSHH,小麦AABBDD
同源异源多倍体:其中的同源染色体组多于两套。梯牧草AAAABB
部分同源性(Homeology): 染色体组中只有个别染色体与其它染色体组的成员同源,或者两个染色体组在整体上表现为不完全同源,由同源多倍体内染色体组分化产生。紫花苜蓿:A1A1A2A2
同源多倍体的产生1自发产生:2人工诱致:
3打顶摘心愈伤组织再生化学试剂: 4秋水仙素:有效浓度为0.01~0.4%,而以0.2%左右应用范围最广.5同源多倍体间杂交
双减数:若某基因距着丝粒很远,可自由交换,4条同源染色体所产生的8个染色单体有同等机会分配到同一配子。 双减数的条件:
1. 含有不同等位基因 (A, a)的染色体必须形成多价体; 2.基因与着丝粒间发生1次或几次奇数交换;
3.后期I交换染色体进入同一极 4.后期II两对染色单体随机分离.
单倍性变异指同一物种中出现体细胞染色体数目(n)的变异;具有配子染色体数目的个体称为单倍体。因产生单倍体的物种本身染色体倍性的不同,单倍体可分为单元单倍体和多元单倍
起源
2.1.1 自然发生 动物,低等植物,孤雌生殖、孤雄生殖
2.1.1 人工诱致
1)孤雌生殖:用异种花粉、用射线或甲苯胺蓝处理过的花 粉授粉,诱发孤雌生殖。 2)花药培养:Guha(1964年)。 3)单亲染色体消失:小麦?球茎大麦、玉米 栽培大麦?球茎大麦
4)核质互作
5)利用单倍体启动基因 大麦:部分显性的单倍体启动基因(haphap)
单倍体的应用
1)基因的快速纯合,加速育种进程
单倍体育种:利用花药离体培养获得单倍体,再经人工诱导使染色体数目加倍,迅速获得纯合体。单倍体育种可大大缩短育种年限。“京花” 小麦品种,“中花”水稻品种
2)提高隐性基因纯合频率 3)染色体工程材料的快速纯合
4)利用花药培养过程中染色体结构的变异5) 创造双单倍体作图群体(double haploid
初级非整倍体:增加或减少的是未经修饰的完整染色体。
次级非整倍体:增加或减少的涉及端着丝粒或等臂染色体。
三级非整倍体:增加或减少的涉及易位染色体。
超倍体:染色体数目比整倍体增加。 亚倍体: 染色体数目比整倍体减少。
单价体变迁(Univalent shift): 单体中单价染色体在单体世代间发生变化的现象.
第九章
体细胞联会(Somatic pairing)体细胞中同源染色体配对的现象。
体细胞交换(somatic crossing-over,mitotic crossing-over) 亦称有丝分裂交换,指体细胞在有丝分裂时发生的染色体交换。以体细胞联会为基础,发生于染色体四线期。可由 DNA合成抑制剂或DNA修复中的特定事件引发,导致隐性有害 基因的纯合。
姊妹染色单体互换(Sister Chromatid Exchange, SCE) 体细胞中同一染色体的姊妹染色单体之间发生互换的现象。 染色体消减 在一些远缘体细胞融合体及受精卵的有丝分裂中,其中一方的全部或绝大多数染色体受到排斥逐渐丢失,而只保留另一方的染色体的现象。
减数配子的形成机制:
雄配子: 1) 减数前异常:孢原细胞核内有丝分裂:
共双倍性(Syndiploidy):指雄性生殖细胞中两个已分开的细
胞核在减数分裂前的融合。
2) 减数分裂异常:减数分裂核再组(meiotic nuclear restitution): 指在减数分裂I或II失败后,由未减数的染色体而不是由2个减数 的细胞核形成一个细胞核的过程。 细胞质提前分裂:
3)细胞质分裂异常:
第十章
狭义的染色体工程:是指严格意义上的染色体人工操作,即染色体的人工分离,将分离出的染色质导入原生质体,再经原生质体培养再生子细胞、愈伤组织直至再生出完整的植株
广义:指通过有性杂交和回交,细胞组织培养和体细胞杂交等方法,应用细胞遗传学技术按预定目标有计划、有步骤地转移染色体组、染色体或染色体片段的一种操作程序。
1 远缘杂交障碍及其克服方法
受精前:
外源花粉萌发不好 广泛测交选易交配亲本,选择母本
花粉管生长缓慢 混入母本花粉,加入外源生长物质 (赤霉素),嫩龄柱头,重复授粉
受精后:
染色体消减--桥梁亲本,预加倍杂种夭亡 -胚拯救,杂种不育-回交,组织培养,F1加倍
杂种夭亡的原因主要是胚乳发育不良、胚与胚乳不协调所造成的。
杂种不育的原因主要是在大多数远缘杂交F1中,由于来自双亲的染色体不同源和不协调,它们不能正常配对,往往产生不平衡雌雄配子而导致不育。雌配子对染色体不平衡的耐性一般较雄配子强,多数远缘杂种F1用栽培亲本花粉回交可得到少量回交后代。在难以获得回交后代的组合中,可以利用组织培养保持F1植株。
异附加系(Alien Addition Lines)指具有除受体染色体组外增加1条或几条异源染色体的个体。2n+1, 2? 异附加系的产生
1桥梁亲本法2双二倍体回交法3多倍体间杂交法
最常用的方法是在获得栽培种与亲缘物种的杂种F1后,用受体种与F1或由F1加倍成的双二倍体回交1至数次,从回交后代中选择附加单体,再经自交产生附加二体。
异附加系的培育途径一—— 远缘杂种连续回交 圆锥小麦(AABB) X 簇毛麦(VV)
2n=2x=14=7IIv 普通小麦(AABBDD) X 簇毛麦(VV) 2n=4x=28=14IIw
2n=6x=42=21IIw 2n=2x=14=7IIv F1(ABV)
2n=3x=31=14Iw+7Iv F1(ABDV) X 普通小麦(AABBDD)
2n=4x=28=21Iw+7Iv 2n=6x=42=21IIw 不减数配子 染色体加倍
回交,自交 双二倍体 X 普通 BCnFn 小麦
细胞学鉴定 (AABBVV) (AABBDD ) 21IIw+1II1v~7v AABBDV X 普通小麦AABBDD
直接用普通小麦与普通小麦-簇毛麦杂种连续回交产生
异附加系
异附加系的培育途径二—— 桥梁亲本法
回交,自交 21IIw+1II1v~7v BCnFn 细胞学鉴定
异代换系的产生:远缘杂种连续回交2单体与异附加系杂交再自交的方法3缺体与异附加系杂交再自交 异代换系的培育途径一—— 远缘杂种连续回交
普通小麦(AABBDD) X 黑麦(RR)
2n=6x=42=21IIw 2n=2x=14=7IIR
F1(ABDR) X 普通小麦(AABBDD)
2n=4x=28=21Iw+7IR 2n=6x=42=21IIw
回交,自交
BCnFn
细胞学鉴定
AABBDD-1A1A+1R1R …… AABBDD-7D7D+7R7R
异附加系和异代换系的鉴定 1染色体计数和染色体构型分析2 染色体分带:C-带, N-带 3生化标记: 同工酶,蛋白质4 分子标记: RFLP, RAPD? DNA分子原位杂交:GISH,FISH形态标记
单体异代换系的染色体数目是2n,它在减数分裂MI会形成(n-1)II+2I;
二体代换系的染色体数目是2n,它在减数分裂MI会形成nII,因此还需结合染色体的原位杂交和分带进行鉴定。 染色体分带的原理:借助于某些物理、化学处理使中期染色体显现出深浅不同的带纹,各物种的每一条染色体其带纹的数目、位置、宽度及深浅度都有相对的恒定性。
利用染色体分带鉴定:当受体亲本与外源供体的染色体可以显带并具有彼此不同的带型时,根据其带型特征,可以准确地检测出导入受体亲本背景中的外源染色体,哪一条或哪一对染色体。
3.5 异附加系的应用
1异附加系是培育代换系和易位系地有用种间材料。
2至今没有一个异附加系在生产中直接利用。遇到的主要问题是细胞学的不稳定、遗传学上不平衡以及导入携有有利基因的整条染色体时不可避免地会同时带入该染色体上地许多不利基因。
3整套附加系是研究染色体组亲缘关系、物种起源进化、基因互作、基因表达地有用遗传材料。
4根据涉及不同外源染色体附加所伴随地表型效应,可以将控制这些性状地基因定位在相应地外源染色体上。如果获得一套涉及不同染色体臂地端体附加系,还可以进一步将控制这些性状的基因定位在相应地染色体臂上。
5不同受体物种和品种对同一种外源染色体的导入可能会产生不同的表型效应,因此还可被用来研究基因之间的互作。
3.7 异代换系的应用
1小麦1B/1R代换系综合性状好,兼抗秆锈、叶锈、条锈和白粉等多种病害,可在生产上直接利用。
2用代换系来转移有用基因培育易位系比用附加系优越。
3代换系,尤其是同一栽培品种遗传背景的整套代换系在进行基因定位和研究基因效应、基因互作方面具有特殊的优越性。
培育易位系的方法
1辐射2组织培养3遗传控制体系:Ph, gc4染色体显微切割
易位系的鉴定
1外源标记性状示踪2染色体分带和原位杂交3利用生化标记鉴定易位4端体分析5利用分子标记鉴定易位
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