通过多色荧光原位杂交技术对染色体进行明确鉴定，揭示了羊草（Leymus chinensis）的基因组结构及其进化特征

《BMC Plant Biology》：Unambiguous chromosome identification by multicolour fluorescence in situ hybridisation reveals the genome organisation and evolution of sheepgrass (Leymus chinensis)

　　

摘要

明确识别各个染色体对于研究基因组组织和进化至关重要。羊草（Leymus chinensis (Trin.) Tzvel）是一种与小麦密切相关的多年生四倍体草本植物，是作物改良的宝贵遗传资源。在本研究中，我们利用低覆盖度测序和生物信息学分析方法分离并鉴定了羊草中一系列具有物种特异性的重复序列，包括CL6、CL95、CL121、CL151、CL162、CL163、CL239、5S核糖体DNA（rDNA）和26S rDNA。通过使用针对CL6、CL121、CL162、5S rDNA和26S rDNA的探针混合物进行多色荧光原位杂交（FISH）实验，成功区分了羊草的所有28条染色体。鉴于小麦与羊草之间的密切进化关系，我们将已知小麦连锁图谱位置的单一拷贝基因作为探针应用于羊草染色体上，以鉴定同源染色体1–7。研究发现，重复序列的分布和丰度以及染色体臂的长度比在同源染色体之间存在差异，这为羊草的异源四倍体性质提供了直接的细胞遗传学证据。通过对不同地理来源的羊草样本进行基于FISH的核型分析，发现重复DNA在染色体上的位置存在显著的种内变异。此外，在羊草中还检测到了单一拷贝基因的扩增现象，并且在不同样本间发现了染色体易位现象。本研究通过建立与小麦遗传图谱相结合的染色体识别系统，进一步加深了我们对羊草基因组结构和进化的理解。