植物自交不亲和(self-incompatibility,SI)信号转导过程需要一系列的信号转导元件参与完成,其中ARC1与MOD发挥着极为重要的作用。近年来国际前沿通过转基因及基因敲出技术,对多种SI信号元件进行了深入的研究,然而针对这些信号元件在芸薹属植物基因组中的拷贝数及位置关系鲜有研究。本研究对我校特有甘蓝品种的MOD基因进行了克隆及序列分析,以期弄清楚MOD基因的结构以及其调控水分的方式。另外,本研究通过对两种已知的SI元件通过荧光原位杂交技术(Fluorescence In Situ Hybridization, FISH)将ARC1和MOD基因定位在甘蓝的前中期、中期及粗线期的染色体上,以期弄清楚两者在甘蓝基因组上的物理位置以及拷贝数等问题。整个实验过程中获得的主要研究结果如下：1.采用PCR、RT-PCR以及其他分子生物学方法,以西南大学特有的甘蓝和甘蓝型油菜基因组DNA和柱头RNA为模板分别对编码MOD的gDNA和cDNA进行扩增、克隆和测序,首次分别得到长度分别为1350bp、1449bp和1477bp的3个g DNA片段和长度为867bp的1个cDNA片段,所扩增的cDNA片段包含了MOD的整个ORF框,通过其氨基酸序列的同源性及聚类分析证明甘蓝MOD编码蛋白属于PIP类水孔蛋白,是MIP家族的一员。gDNA和cDNA序列比对发现：甘蓝和甘蓝型油菜MOD的gDNA都包含3个内含子,均符合"GT-AG"剪接法则；内含子的变异高于外显子编码区14.4%到17.3%；甘蓝与油菜两者在编码区部位存在53处碱基差异,但只有3处氨基酸存在差异,表明编码区的低频变异主要是无义突变；其氨基酸序列中含有4个可能的磷酸化位点,表明MOD可能以磷酸化方式调控水分的运转,从而实现芸薹属孢子体自交不亲和(self-incompatibility of sporophyte, SSI)的分子过程。2.采用火焰干燥法制备甘蓝的FISH靶DNA载体的前中期和粗线期染色体染色体制片,并对制片程序的关键因子进行了摸索,使得前中期和粗线期染色体制片技术得到进一步的优化。对于前中期染色体制片,通过优化,恢复培养后根尖长至1.4-17 cm切取可获得较多的前中期分裂相；最合适的冷处理时间应控制在16h-20h之间；0.002mol/L的8-羟基喹啉的最适预处理时间在50-60min内效果最佳；0.075mol/L的氯化钾溶液进行前、后低渗,处理40min效果最佳；烤片时间选择5s。对甘蓝早粗线期染色体制片而言,采用外焰移动烤片10s-15s,效果最佳。3.在前人的基础上,对FISH技术的一些参数进行了改进,以得到适用于甘蓝不同DNA靶载体的FISH技术体系。其中用lug/ml pepsin酶解前中期染色体制片40 min和早粗线期染色体制片30 min能取得较好的杂交成功率。在杂交过程中,加7.5%的硫酸葡聚糖对探针局部浓度提高的效果明显,最终本研究采用1.0 ngμL-1的探针浓度,杂交结果信噪比高,假阳性信号少。洗脱条件控制为：37℃2xSSC中漂洗5 min后,37℃4×SSCT(0.2%Tween20)、2xSSC和1×PBS各洗脱5 min。4.采用荧光原位杂交技术,对甘蓝SI相关基因MOD与ARC1在前中期和早粗线期等不同的DNA靶载体上进行定位。结果显示,地高辛标记的ARC1探针和生物素标记的MOD探针在早粗线期上均最多检测到一对杂交信号,说明两者在甘蓝基因组中是单拷贝的。根据Armstrong的核型分析标准对有丝分裂中期染色体进行核型分析后发现,甘蓝染色体的组型为2A型。MOD的前中期杂交只杂交上一个红色信号点,而且是一张片子重复杂交两次才杂交上,但染色体的形态结构模糊,不能对信号点进行物理定位。而ARC1在前中期得FISH,没有获得杂交信号。这两种情况更说明了MOD与ARC1基因在甘蓝基因组中的单、低拷贝性。