科技秀|繡球染色體制片技術優(yōu)化及rDNA物理定位取得新進展

發(fā)布時間：2023-03-01 字體大?。?span id="small" style="font-size: 16px">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)境技術研究院）與南京林業(yè)大學（林木遺傳與生物技術教育部重點實驗室），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’根尖高質量中期染色體制備及rDNA物理定位技術體系，這一體系可高效確定繡球屬植物的染色體數目及rDNA的分布，可為繡球屬資源鑒定、雜交育種的親本選配提供參考，從而指導繡球屬植物的雜交育種實踐。本研究在國家自然科學基金項目( 31670603)、上海市綠化和市容管理局科研項目( G212410)、上海市科學技術委員會科研項目 (19DZ1203503)等項目的資助下完成。研究成果論文已在《林業(yè)科學》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) 繡球屬(Hydrangea)。全世界繡球屬植物共約73種，我國作為世界繡球屬植物的分布中心，擁有47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，適應性強，易扦插繁殖等特征，現已廣泛用于鮮切花生產、園林造景和盆花栽培，但目前國內市場的主導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屬種質資源，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權的優(yōu)良品種。繡球屬新品種選育的主要方法仍然是傳統(tǒng)的雜交育種，但其雜交技術復雜，種子微小，種子的收獲及播種比較困難，加之對繡球屬植物的分類、系統(tǒng)進化及遠緣雜交技術等基礎研究工作開展較少，現有成果難以對育種實踐起到輔助作用，因此導致我國的繡球屬育種嚴重落后于歐美等發(fā)達國家。

通過繡球屬植物的細胞遺傳學研究，建立染色體形態(tài)良好、分裂相內染色體分散且無細胞質背景的繡球根尖高質量染色體制片技術，完善中期染色體45S rDNA和5S rDNA熒光原位雜交( FISH) 技術體系，可以揭示其染色體組成及其特征，研究其系統(tǒng)進化關系，為繡球屬雜交育種的親本選配提供依據，從而指導繡球屬植物的雜交育種，并為深入開展繡球屬植物的分子細胞遺傳學研究奠定基礎。

本研究以繡球‘無盡夏’水培根尖為材料，探討不同預處理試劑、預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質粒間接標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’根尖高質量中期染色體制備及rDNA物理定位技術體系，這一體系可高效確定繡球屬植物的染色體數目及rDNA的分布，可為繡球屬資源鑒定、雜交育種的親本選配提供參考，從而指導繡球屬植物的雜交育種實踐。

圖 1 不同預處理對染色體形態(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 結果

圖 4 短探針 FISH 結果

聯(lián)盟簡介

繡球花產業(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業(yè)研發(fā)的科研院所、企業(yè)、事業(yè)單位和有關社團組織組成，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)盟中為數不多以企業(yè)為引領的單位之一。

聯(lián)盟宗旨：

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