染色体的分类、形态曾是细胞遗传学的核心内容。染色体核型分析,即染色体多态性研究,已成为研究生物遗传多态性的重要工具之一,这种方法通过比较细胞染色体的形态参数,如相对长度、着丝粒指数、长短臂之比等将每条染色体按各自的特征区分开,得到一定的染色体组型。家蚕染色体存在一定的特殊性:数目多、中期形态差异甚微、无长短臂之比等可辨特征。早期,家蚕染色体识别和基因定位研究主要利用性腺减数分裂粗线期的染色体、早期胚胎和滞育卵有丝分裂早中期的染色体作为材料,按照相对长度和部分限性易位系统或缺失等来进行核型分析。作为基因定位的基础,以前进行的家蚕染色体核型分析,无论从材料还是从染色体相对长度的测量方法上来说,都有一定的局限性,因此需要更为准确的测定染色体相对长度的方法和发展新的研究材料。目前新开发的测量软件Image J和能够获得大量分裂相的新建细胞系为家蚕研究填补了部分不足。 荧光原位杂交技术依据碱基互补原理,能够准确获得特殊修饰的核苷酸分子探针在染色体或DNA纤维上的位置,这一技术在普通家蚕细胞遗传学基础上,为家蚕在分子水平对染色体结构、染色体识别和基因物理定位等研究开辟了新的途径、提供了快速有效的方法。 本研究在前人的基础上,通过利用5个品种家蚕减数分裂粗线期的染色体建立家蚕模式核型,初步研究了培养细胞有丝分裂染色体特性,丰富了家蚕细胞遗传学,并以此作为基因定位的基础;利用荧光原位杂交技术确定了一微卫星序列在染色体上的位置。研究结果如下: 1)家蚕粗线期染色体模式核型研究 首先在调查的5个品种的家蚕卵母细胞中,各筛选了5形态清晰、分散适度、染色体数目完整、位于减数分裂粗线期的细胞,用新开发的软件Image J对其染色体的绝对长度进行了测算,获得这5个品种家蚕的染色体的平均长度,然后用这5个值来建立家蚕的模式核型,结果表明:粗线期染色体同一序号的不同品种之间染色体绝对长度差异大,绝对长度总和相近,同一序号的染色体绝对长度标准差多条染色体超过了1,在每个细胞中,最长染色体是最短的染色体的2.5倍左右。相对长度是染色体绝对长度与染色体总长的比值,用相对长度能够避免因不同时期染色体螺旋化程度不同而造成绝对长度的较大差异。本实验中,同一序号的染色体相对长度相对差异很小,最高标准差为0.144,最小的为0.032,与绝对长度相比,差异更小。而相对长度在同一细胞中的变化与绝对长度的变化基本一致,最长的约为最短的2.5倍。结果表明,对于核型分析和染色体鉴别,各品种家蚕卵母细胞在减数分裂晚粗线期染色体均一性较好,品种间差异不大,用于基因定位具有普遍意义;对于核型分析来说,晚粗线期染色体优于早粗线期;用软件测量的家蚕粗线期染色体绝对长度和相对长度值与传统的细铜丝测量相比,减少了操作步骤,降低了主观误差,提高了工作效率。 2)培养细胞的有丝分裂染色体研究