【正文】 ? “染色體組重建”基因能誘發(fā)高頻率的染色體斷裂和重接。如，在玉米中有一種與染色體重排有關的系統(tǒng) —— X組分，在高大山羊草品系中，發(fā)現(xiàn)一個調(diào)控基因組的基因，等等。 ? 不管用什么方法誘導染色體易位，在育種上有用的易位 最好是攜帶有用基因的小片段中間插入易位 ，它們在細胞學和遺傳學上比較穩(wěn)定且容易通過基因重組轉(zhuǎn)入栽培品種并遺傳給后代。 二、易位系的鑒定 ? 比代換系和附加系的鑒定要困難得多，尤其是小片段易位。使用的方法通常是染色體分帶、分子原位雜交、生化標記和分子標記等。 通過 C分帶鑒定小麥－簇毛麥 6VS/6AL易位系 圖 A和圖 B:小麥 黑麥易位系 BC15211 染色體的 C帶 (A) 和 GISH(B) 三、易位系的利用 ? （ 1）直接利用：一般是指具有優(yōu)良遺傳背景的易位系。如，具有 1RS/1BL易位的許多小麥品種。 ? （ 2）用作品種改良的親本：指攜有親緣物種有用基因的易位系，如小麥 — 簇毛麥6Vs/6AL易位系。 第五節(jié) 染色體微切割和人工染色體 一、染色體微切割 二、人工染色體構建的依據(jù) 一、染色體微切割 ? 指在顯微鏡下利用特種工具對某個特定的染色體片斷切割加工。要進行染色體微切割，首先要對染色體進行識別鑒定。又由于目標染色體片斷 DNA的量很少，或者由于目標基因大多數(shù)為單拷貝或寡拷貝，因此，常要借助 PCR技術。目前，染色體微切割仍局限于構建特定染色體和特定染色體片段的微切割文庫。 染色體分離的基本原理 由于熒光染料 Hoechst 只對 AT特異性染色，而染料Chromomycin只對 GC特異性染色。染色體上 DNA的堿基序列是不同的，因此這些特異性染料和不同染色體上DNA結(jié)合的量和比例是不同的。結(jié)合這些染后，再經(jīng)激光照射，染色體就會呈現(xiàn)不同的熒光帶。將特定染色體發(fā)出的熒光波長輸入計算機，通過計算機控制就可將發(fā)出同一波長的染色體收集在一起，從而實現(xiàn)染色體的分離。 Chromosomes of Chinese Spring stained with Carbo Fuchsin ,One of chromosome 6B indicated in A was microdissected into R1,R2,R3 and R4 sections (B) Bar represents 10181。m 染色體微切割最常用的方法有兩種 微細玻璃針切割法： 采用特細的玻璃針（尖端直徑約為 ）在倒置 顯微鏡下對目的基因所在染色體區(qū)段進行切割與分離。 顯微激光切割法： 將染色體標本在底部貼有特殊薄膜的培養(yǎng)皿上制作，利用 激光共聚焦掃描顯微系統(tǒng)，依靠高能量激光照射非選擇細 胞或染色體，使其受熱蒸發(fā)，最后只留下目的染色體。 二、人工染色體構建的依據(jù) ? 染色體要確保在細胞分裂中保持穩(wěn)定，必須要能夠自我復制和向子細胞中平均分配。它需要 3個關鍵序列，包括 自主復制 DNA序列 （ autonomously replicating sequence，ARS）、 著絲粒 DNA序列 （ centromere DNA sequence， CEN)和 端粒 DNA序列（ telomere DNA sequence, TEL）。 ? 著絲粒、端粒、復制起始點是真核生物染色體的三個最基本的組成元件。 實際研究中常是根據(jù)不同的需要進行構建。 ? 如，酵母人工染色體（ YAC）是目前容量最大的克隆載體，但遺傳不穩(wěn)定。細菌人工染色體（ BAC）和 P1克隆系列和源于 P1的 PAC可作為 YAC的重要補充，但它們都不能直接轉(zhuǎn)化植物細胞。 ? 因此，又有人構建了雙元細菌人工染色體（ BIBAC）和可能轉(zhuǎn)化人工染色體（ TAC）。而上述這些人工染色體都是針對基因克隆存在的一些問題而設計的。在育種中可能真正有作用的人工染色體，如哺乳動物人工染色體（ MAC）和植物人工染色體（ PAC），還處在研究階段中。 將 3個關鍵序列用分子生物學方法拼接起來就得到人造微小染色體（ artificial minichromosome），在大片段 DNA分子的克隆、基因組分析、基因功能鑒定、基因治療以及研究染色體結(jié)構與功能關系等研究中得到了廣泛的應用，具有極為重要的價值。目前，正在研究或應用的有： ? 酵母人工染色體 (yeast artificial chromosome,YAC) ? 細菌人工染色體（ bacterial artificial chromosome,BAC） ? 哺乳動物人工染色體 (mammalian artificial chromosome)。 基于 ARS、 CEN、 TEL是線性染色體穩(wěn)定的功能序列 ,人們利用這些序列構建載體 , 重組后的 DNA以線性狀態(tài)存在 , 這樣不僅穩(wěn)定 ,而且大大提高了插入外源基因的能力 , 并且可以像天然染色體一樣在寄主細胞中穩(wěn)定復制和遺傳，稱為人工染色體。如利用從酵母染色體上分離的 ARS、 CEN、 TEL序列構建載體，然后用這種載體構建的染色體即稱為酵母人工染色體。 酵母人工染色體的構建 是基于大腸桿菌的 F 質(zhì)粒構建的，高通量低拷貝的質(zhì)粒載體。每個環(huán)狀 DNA 分子中攜帶一個抗生素抗性標記，一個來源于大腸桿菌 F 因子（致育因子）的嚴謹型控制的復制子 oriS （ Shizuya et al. 1992 ），一個易于 DNA 復制的由 ATP 驅(qū)動的解旋酶（ （ RepE） 以及三個確保低拷貝質(zhì)粒精確分配至子代細胞的基因座 （ parA , parB , 和 parC ） 。 第六節(jié) 染色體工程和作物育種 一、染色體工程中值得注意的問題 二、應用染色體工程方法開展植物育種時應注意的幾個方面 一、染色體工程中值得注意的問題 （ 1）外源基因能否在受體中表達，與受體的遺傳背景有關。 （ 2）轉(zhuǎn)移有利基因的同時不可避免地帶入不利基因。 二、應用染色體工程方法開展植物育種時應注意的幾個方面 ? 染色體工程的產(chǎn)品主要是新的遺傳種質(zhì)而不是品種，在創(chuàng)造出新的遺傳種質(zhì)之后，還必須通過常規(guī)育種方法或綜合其它育種方法將外源基因組裝到綜合農(nóng)藝性狀好的親本中去。為此，在應用染色體工程方法開展植物育種時應注意幾個方面： （一）目標性狀：是欠缺的或急需的，最好是單基因或寡基因控制； （二）初始親本和回交親本：選用最優(yōu)異的系或單株作原始供體親本，并盡可能分系或分單株保存；盡可能選用綜合農(nóng)藝性狀較好的推廣品種或優(yōu)良品系作回交親本，同時考慮長遠的育種發(fā)展需要； （三）群體大小要看重組率高低、育種方法、質(zhì)量或數(shù)量性狀及顯隱性、親緣關系和基因互作關系等方面； （四）輔助分子或細胞學標記進行選擇，通過加代，縮短育種年限。 [復習思考題 ]： 染色體工程的概念和主要內(nèi)容是什么？ 單倍體在育種上的優(yōu)勢和不足分別是什么？ 三倍體無子西瓜是怎么形成的？ 如何應用單體缺體進行基因定位？ 三級三體大麥的保持和利用。 YAC、 BAC、 BIBAC、 TAC、 MAC、 PAC分別指什么？