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科技秀|繡球染色體制片技術(shù)優(yōu)化及rDNA物理定位取得新進展

發(fā)布時間：2023-03-01 字體大小：小中大

一、成果簡介

繡球聯(lián)盟理事長單位杭州市園林綠化股份有限公司（浙江園林資源與環(huán)境技術(shù)研究院）與南京林業(yè)大學(xué)（林木遺傳與生物技術(shù)教育部重點實驗室），聯(lián)合開展繡球染色體制作和定位研究，并成功建立繡球‘無盡夏’根尖高質(zhì)量中期染色體制備及rDNA物理定位技術(shù)體系，這一體系可高效確定繡球?qū)僦参锏娜旧w數(shù)目及rDNA的分布，可為繡球?qū)儋Y源鑒定、雜交育種的親本選配提供參考，從而指導(dǎo)繡球?qū)僦参锏碾s交育種實踐。本研究在國家自然科學(xué)基金項目( 31670603)、上海市綠化和市容管理局科研項目( G212410)、上海市科學(xué)技術(shù)委員會科研項目 (19DZ1203503)等項目的資助下完成。研究成果論文已在《林業(yè)科學(xué)》2021年第57卷11期雜志發(fā)表。

論文鏈接：http://www.linyekexue.net/CN/10.11707/j.1001-7488.20211106

二、全文速覽

繡球( Hydrangea macrophylla) 隸屬于虎耳草科( Saxifragaceae) 繡球?qū)?Hydrangea)。全世界繡球?qū)僦参锕布s73種，我國作為世界繡球?qū)僦参锏姆植贾行?，擁?7個種和11個變種，該屬植物因其具有碩大飽滿的聚傘花序、豐富多變的花色，適應(yīng)性強，易扦插繁殖等特征，現(xiàn)已廣泛用于鮮切花生產(chǎn)、園林造景和盆花栽培，但目前國內(nèi)市場的主導(dǎo)商品栽培種多引自歐洲、美國及日本等國。我國雖然有豐富的繡球?qū)俜N質(zhì)資源，但這些資源尚未被充分開發(fā)利用，我國市場上仍缺乏具有自主產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種。繡球?qū)傩缕贩N選育的主要方法仍然是傳統(tǒng)的雜交育種，但其雜交技術(shù)復(fù)雜，種子微小，種子的收獲及播種比較困難，加之對繡球?qū)僦参锏姆诸?、系統(tǒng)進化及遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)等基礎(chǔ)研究工作開展較少，現(xiàn)有成果難以對育種實踐起到輔助作用，因此導(dǎo)致我國的繡球?qū)儆N嚴(yán)重落后于歐美等發(fā)達國家。

通過繡球?qū)僦参锏募?xì)胞遺傳學(xué)研究，建立染色體形態(tài)良好、分裂相內(nèi)染色體分散且無細(xì)胞質(zhì)背景的繡球根尖高質(zhì)量染色體制片技術(shù)，完善中期染色體45S rDNA和5S rDNA熒光原位雜交( FISH) 技術(shù)體系，可以揭示其染色體組成及其特征，研究其系統(tǒng)進化關(guān)系，為繡球?qū)匐s交育種的親本選配提供依據(jù)，從而指導(dǎo)繡球?qū)僦参锏碾s交育種，并為深入開展繡球?qū)僦参锏姆肿蛹?xì)胞遺傳學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

本研究以繡球‘無盡夏’水培根尖為材料，探討不同預(yù)處理試劑、預(yù)處理時間及酶解時間對染色體形態(tài)及制片效果的影響，比較了用 45S DNA和5S rDNA質(zhì)粒間接標(biāo)記的長探針與直接合成的45S rDNA和5S rDNA短探針FISH的信號差異。成功建立繡球‘無盡夏’根尖高質(zhì)量中期染色體制備及rDNA物理定位技術(shù)體系，這一體系可高效確定繡球?qū)僦参锏娜旧w數(shù)目及rDNA的分布，可為繡球?qū)儋Y源鑒定、雜交育種的親本選配提供參考，從而指導(dǎo)繡球?qū)僦参锏碾s交育種實踐。

圖 1 不同預(yù)處理對染色體形態(tài)的影響

圖 2 不同酶解時間對染色體制備效果的影響

圖 3 長探針 FISH 結(jié)果

圖 4 短探針 FISH 結(jié)果

聯(lián)盟簡介

繡球花產(chǎn)業(yè)國家創(chuàng)新聯(lián)盟成立于2019年11月19日，主要由從事繡球花產(chǎn)業(yè)研發(fā)的科研院所、企業(yè)、事業(yè)單位和有關(guān)社團組織組成，是國家林草局第二批創(chuàng)新聯(lián)盟。杭州市園林綠化股份有限公司為牽頭單位，是全國249家聯(lián)盟中為數(shù)不多以企業(yè)為引領(lǐng)的單位之一。

聯(lián)盟宗旨：

聯(lián)盟以專注于繡球花資源收集與種質(zhì)創(chuàng)新、共創(chuàng)共享栽培技術(shù)、創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、開拓引導(dǎo)市場消費，綜合提升我國繡球花產(chǎn)業(yè)的核心競爭力為宗旨，建立以“企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新機制，通過聯(lián)盟內(nèi)龍頭企業(yè)和優(yōu)勢研究單位帶動效應(yīng)，逐步建立高水平、開放共享的實驗平臺和試驗基地，共同解決繡球產(chǎn)業(yè)發(fā)展中科學(xué)與技術(shù)問題，全面推進繡球花產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)，實現(xiàn)我國繡球資源在新品種、新產(chǎn)品和新技術(shù)上的重要突破。