荧光原位杂交技术（Fluorescence insitu hybridization,FISH）是遗传学、基因组学和细胞生物学中的重要技术,利用荧光原位杂交技术,使研究对象的特定染色体区段、染色体臂或整条染色体发出某种颜色的荧光,从而可以在荧光显微镜下可视化染色体的技术称为染色体涂染（Chromosomepainting）。染色体涂染技术的出现大大加深了对染色体结构及变化的理解。例如,利用该技术分析和研究染色体的重组、畸变以及同源基因;此外,种间比较染色体涂染（Cross-species chromosome painting）为未经过基因组测序的近缘种间基因组的比较研究提供了新的方法,通过该方法能直观地展示物种间的染色体结构的差异、分析近缘物种间染色体的重排关系。但是,由于植物染色体中大量重复序列的存在,植物染色体涂染在很长时间都难以开展。近年来,寡核苷酸合成技术的发展为解决该问题开创了一种新的方式。通过筛选合成已测序植物物种基因组中特异的寡核苷酸制成的寡核苷酸探针,可以便捷的完成对植物染色体的涂染,此外,该探针还可用于追踪早期减数分裂阶段的同源染色体配对情况。因此,该方法对已测序的植物染色体研究有较大的潜力。然而,寡核苷酸探针的合成过程耗时长且人工劳动量大,其中包含的体外转录和逆转录的过程对实验环境要求严格且产生的RNA易降解,合成过程中一次性投入成本较为高昂。这些因素都影响了基于寡核苷酸探针的染色体涂染技术的广泛应用。在本研究中,基于黄瓜的基因组序列信息,我们筛选构建了黄瓜染色体的寡核苷酸文库,并且提出了 一种基于多重PCR合成寡核苷酸探针的方法,该方法可以在短时间内合成大量满足实验所需的寡核苷酸探针,并且根据实验需要可以自主选择合成的染色体区段。该方法不仅可以快速完成特异染色体的涂染和识别,同时在分析种间染色体重排中发挥重要的潜力。本论文以黄瓜4号染色体为例,利用多重PCR合成的分段寡核苷酸探针对其近缘物种酸黄瓜和甜瓜染色体进行比较染色体涂染,分析黄瓜4号染色体与酸黄瓜、甜瓜的染色体重排关系。主要研究结果如下:1寡核苷酸探针的设计针对黄瓜4号染色体,以黄瓜‘9930’基因组为参考,通过Chorus软件筛选所需的寡核苷酸文库。首先使用RepeatMasker去除黄瓜基因组中所有的重复序列,然后将基因组序列分成48nt的寡核苷酸,并弃去含有多于6个核苷酸的均聚物。接下来使用BLAT将每个寡核苷酸与‘9930’参考基因组比对,选择>75%相似性的寡核苷酸。此外,利用Primer3保留dTm>10℃的寡核苷酸以构建探针数据库,从探针数据库中选择与特定染色体或基因组区域相关的探针。最后筛选出覆盖黄瓜4号染色体（约23.3 Mb）的寡核苷酸探针共93396个,平均每Kb约3.8个探针。在寡核苷酸探针设计的过程中,通过双接头的连接方式将寡核苷酸文库进行分段,可以根据实验需要灵活地合成所需的寡核苷酸探针区段。2基于多重PCR的寡核苷酸探针的合成在寡核苷酸探针合成过程中,提出了使用多重PCR的方法合成寡核苷酸探针的方法,通过使用不同的引物组合,利用一个寡核苷酸文库DNA为模板,获得全染色体或者任意目标区段的涂染探针,简化了实验步骤,节省实验耗材和成本,提高寡核苷酸探针的合成效率。在黄瓜中期及粗线期染色体上实现染色体整体和分段涂染并取得了良好的实验效果。3基于多重PCR的分段寡核苷酸探针涂染揭示了甜瓜属染色体重排通过分段的黄瓜4号染色体寡核苷酸探针在黄瓜-酸黄瓜-甜瓜的有丝分裂中期及减数分裂粗线期染色体上进行种间比较染色体涂染,根据信号分布分析黄瓜4号染色体-酸黄瓜-甜瓜染色体间重排关系,发现黄瓜4号染色体对应酸黄瓜及甜瓜的7、8号染色体和5号染色体末端的区段,此外还发现了酸黄瓜与甜瓜7号染色体上一个插入事件、酸黄瓜与甜瓜8号染色体间3个大的重排事件的发生。