染色体分带技术

染色体分带技术

（生命科学学院05级应生杨绍友054120211 ）

摘要：染色体是细胞遗传的物质基础，它对生物的发育、遗传、变异、进化和增殖等过程的调节和控制都具有极大的意义。

关键词：染色体；技术；分带；应用

染色体显带(chrorm)me bancling)是一项借助某些特殊的染色程序使染色体在一定部位内显现出深浅不一的带纹的细胞学技术.由十特定染色体有其特定的带纹，因此显带可作为鉴别单个染色体和染色体组的手段，从而可以深入地认识个别染色体做出染色体组的带型。研究、记载染色体核型已有100多年历史，但对染色体本身进行深入细致灼分析，是近50年才发展起来。低渗处理和空气干燥制片法的发明.组织培养和秋水仙素的仗用.带来了60年代动物和人类细胞遗传学的繁荣时期。这个时期染色体面临的生}a间题是:许多动物核型中染色体的大小，形态很相似，难于精确区分，而手头可用的鉴别标准又屈指可数，不外是染色体长度、着丝.载位毅、次级痕的多少和分布等等。即使采用放射自显影或借助电子汁其机牢染色体旧像分析，帮助也不大。染色体分带研究自然地成了主攻方向。此时，瑞典灼}aspersso。采用特殊的荧光染料，使染色体分化染色，在荧光显微镜下显示出清晰的带纹。嗣后纷至踏来的各种分带技术相继出现，为染色体的精确鉴别提供了一条崭新的途径。

在此将丛以下几种带型的进行讲述：

1 染色体带型

1．1 Q带

早就知道，许多荧光染料都能使染色体染上色。6D年代末期，瑞典著名的细胞光度计专家T·Caspersson,在化学家Ed·Modest的帮助下成功地合成了芥子哇叮因(明)。并用它在植物和中国仓鼠染色体上进行试验，发现中期染色体经QM染色后在荧光显微镜下显示了亮度不同的特征性荧光带。以后他们又把这种技术用于人类染色体，结果是同样地令人满意。根据Q带的位置、阔度、亮度，几乎可以精确无误地一一区别每对染色体。在染色体命名国际标准化巴黎会议上(1971)，称这种带为Q带。

1．2 C带-

197。年初Arrighi和Hs。在研究人炎染色体的高度重复DNA分布时，偶然观察到着丝点区的以emsa染色较深，其他区域淡染。深染区的大小对于每一条染色体染色体是值定的，特征性的。也就在同一时候，Mary Lou Fardue著名的分子细胞学家在以原位分子杂交方法研究小鼠卫星DNA分布时，发现经变性和复性处理的小鼠染色体，其若丝点区和骨的

其它部分染色不同。这种对结构异染色质特征性染色所显示的带纹被称为C带。中期相染色体经适当的酸碱处理后用吉姆萨染色可显示G带。此外，老化几年以上的染色体直接用吉姆萨染色也能显示出C 带。

1．3 G带及高分拼率G带

在C带染色过程中，许多实狡室都观察到，有时染色体的常染色质区会显示.>Y浅不同的带纹。经过各种修改后，形成今夭我们称谓ASG染色叩减性处理，盐溶液孵育，Giemsa染色的分带方法，这种带纹称为G带。除了Q带外，这是首次可以显示染色体分化的G带方法。

用各种各样的化学试剂如胶酶、蛋白酶、洗涤剂、尿素、高锰酸钾等等作预处理，然后Gie,sa染色，都可得到十分清晰的染色体带纹。其中尤以胶酶消化法重复性好，带纹清晰，反差强，为各室狡室所采用。胶终处理法主要是将染色体制片置3 7'C 0. 25万胶醉液中进行消化处理，处理时间随片龄(染色体制片保存的日数)和处理前烤片时间的长短而定。一般片龄长或老化程度高，处理时间就有所增加。或采用将染色体制片经0. 02F阿胶醉室沮处理儿秒钟后，再入2x ssc溶液中，在6 0'C沮育i小时，结合吉姆萨染色亦能获得清晰的G带。

1．4 R带

在G带出现的差不多时间，法国Dutrliaux( I，71)以85℃的磷酸盐溶液处理染色体片子，然后以Giemsa染色，得到和ASG法正好相反的带纹，称之谓R带。Prantara等人采用5微克/毫升的色霉素A2或橄榄霉素配置在含2. 5M抓化镁的研酸级冲液(D. I5M叙化钠，0. 03M抓化钾和0. 01M破酸级钠，调节PH至7. 0 )中处理20分钟后，在上述缓冲液中封片。在不同的激光健光镜下产生不同的激发光波而使同一染色体上同时显现出Q带粕R带图谱。

1．5 N带

N一带是显示染色体上核仁组织区(nucleolar organizing regions, NORS)的分带方法。

Matsui(1974)首先使用该法在蚕豆染色体上显示}N一带，Funaki等人(1975)改良)N一带流程，并在27种动、植物染色体上均成功地显示出了N一带，此即至今国内外广泛应用的N一带技术，其操作流程为:干燥制片在%%左右的1 mol / miNazPoy水溶掖中处理10多分钟(处理时间因种而异)，水洗0.5小时后，用4% Giemsa液(pH7.0)染色。一系列的研究结果表明，在许多双子叶和部分单子叶植物中，该技术对于显示NORS具有比较稳定的专一性，但在小麦、大麦、山羊草等禾本科植物中，除NORS外，着丝点、端粒和中间异染色质亦能着色，与C一带技术所显示的带纹有一定程度的相似性，其原因尚待进一步研究。

2 染色体分带技术的应用：

染色体分带技术的发展以及原位杂交技术的广泛利用,使对这些优质基因在染色体上的进行准确定

位成为现实,从而可能对这些优质基因在分子水平上进行操作。

在此将丛以下几种带型的进行讲述：

2．1 附加系鉴定

附加系鉴定是在Mukai 等(1991)[16]提出基因组原位杂交技术(GISH)时开始的。在无特异性探针的情况下,用生物素- 16 - dUTP标记大麦总DNA ,以小麦总DNA 作封阻,两者按1∶2混合与小麦- 大麦附加系杂交,结果小麦DNA 与小麦染色体杂交呈蓝色,而附加的大麦染色体与大麦DNA 杂交,由于有标记而呈棕色,从而精确地区分了附加在小麦中的大麦染色体。这种方法不仅不需要克隆化的探针,而且可不受细胞分裂周期的限制。用此方法,陈佩度、刘大均等用生物素标记的簇毛麦基因组DNA 作探针,以普通小麦染色体组DNA 作遮盖,在有丝分裂中期和减数分裂中期进行杂交,经显色检测,发现添加到

小麦中的簇毛麦2V 染色体在两端信号较强,近着丝点处有较弱的信号,其余部分杂交信号较弱,强弱分

布同染色体 C - 带带型相似。有趣的是,Jie Xu等人[24]用C- 分带技术发现,Agrotana (2n = 56)中的56 条染色体中有16 条染色体的带型较多,象小麦中的4A 和1 - 7B 一样,而其余染色体带数较少或没有带。用生物素标记的A2gropyron trichophorum 作探针,与Agrotana 的中期染色体作杂交,出乎意料,没有看到明显的杂交信号。后改为用小麦基因组作探针与样本杂交,发现Agrotana 中有40 条信号较明显的染色体是小麦染公体而14 条无杂交信号的为外源染色体,还有一对有部分信号的小麦- 外源亲本

的易位染色体。从而推测Agrotana 并不是简单的小麦—Ag. trichorum 的附加系(21Ⅱ+ 7Ⅱ)而是多品种间经多次杂交得到的后代,这也进一步证实了Schwarzacher 等[14]用小麦基因组DNA 作探针检测附加到小麦中的外源染色体的真实性。