【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(guān)的系統(tǒng) —— X組分，在高大山羊草品系中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)調(diào)控基因組的基因，等等。 ? 不管用什么方法誘導(dǎo)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?cè)诩?xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)上比較穩(wěn)定且容易通過(guò)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(biāo)記和分子標(biāo)記等。 通過(guò) 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(gòu)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(duì)某個(gè)特定的染色體片斷切割加工。要進(jìn)行染色體微切割，首先要對(duì)染色體進(jìn)行識(shí)別鑒定。又由于目標(biāo)染色體片斷 DNA的量很少，或者由于目標(biāo)基因大多數(shù)為單拷貝或寡拷貝，因此，常要借助 PCR技術(shù)。目前，染色體微切割仍局限于構(gòu)建特定染色體和特定染色體片段的微切割文庫(kù)。 染色體分離的基本原理 由于熒光染料 Hoechst 只對(duì) AT特異性染色，而染料Chromomycin只對(duì) 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(huì)呈現(xiàn)不同的熒光帶。將特定染色體發(fā)出的熒光波長(zhǎng)輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制就可將發(fā)出同一波長(zhǎng)的染色體收集在一起，從而實(shí)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(xì)玻璃針切割法： 采用特細(xì)的玻璃針（尖端直徑約為 ）在倒置 顯微鏡下對(duì)目的基因所在染色體區(qū)段進(jìn)行切割與分離。 顯微激光切割法： 將染色體標(biāo)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(xì) 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(gòu)建的依據(jù) ? 染色體要確保在細(xì)胞分裂中保持穩(wěn)定，必須要能夠自我復(fù)制和向子細(xì)胞中平均分配。它需要 3個(gè)關(guān)鍵序列，包括 自主復(fù)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(fù)制起始點(diǎn)是真核生物染色體的三個(gè)最基本的組成元件。 實(shí)際研究中常是根據(jù)不同的需要進(jìn)行構(gòu)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(xì)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(bǔ)充，但它們都不能直接轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞。 ? 因此，又有人構(gòu)建了雙元細(xì)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(duì)基因克隆存在的一些問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。在育種中可能真正有作用的人工染色體，如哺乳動(dòng)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(gè)關(guān)鍵序列用分子生物學(xué)方法拼接起來(lái)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(gòu)與功能關(guān)系等研究中得到了廣泛的應(yīng)用，具有極為重要的價(jià)值。目前，正在研究或應(yīng)用的有： ? 酵母人工染色體 (yeast artificial chromosome,YAC) ? 細(xì)菌人工染色體（ bacterial artificial chromosome,BAC） ? 哺乳動(dòng)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(gòu)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(xì)胞中穩(wěn)定復(fù)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(gòu)建載體，然后用這種載體構(gòu)建的染色體即稱為酵母人工染色體。 酵母人工染色體的構(gòu)建 是基于大腸桿菌的 F 質(zhì)粒構(gòu)建的，高通量低拷貝的質(zhì)粒載體。每個(gè)環(huán)狀 DNA 分子中攜帶一個(gè)抗生素抗性標(biāo)記，一個(gè)來(lái)源于大腸桿菌 F 因子（致育因子）的嚴(yán)謹(jǐn)型控制的復(fù)制子 oriS （ Shizuya et al. 1992 ），一個(gè)易于 DNA 復(fù)制的由 ATP 驅(qū)動(dòng)的解旋酶（ （ RepE） 以及三個(gè)確保低拷貝質(zhì)粒精確分配至子代細(xì)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(wèn)題 二、應(yīng)用染色體工程方法開(kāi)展植物育種時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)方面 一、染色體工程中值得注意的問(wèn)題 （ 1）外源基因能否在受體中表達(dá)，與受體的遺傳背景有關(guān)。 （ 2）轉(zhuǎn)移有利基因的同時(shí)不可避免地帶入不利基因。 二、應(yīng)用染色體工程方法開(kāi)展植物育種時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)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(guò)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(yīng)用染色體工程方法開(kāi)展植物育種時(shí)應(yīng)注意幾個(gè)方面： （一）目標(biāo)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(shí)考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)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(guān)系和基因互作關(guān)系等方面； （四）輔助分子或細(xì)胞學(xué)標(biāo)記進(jìn)行選擇，通過(guò)加代，縮短育種年限。 [復(fù)習(xí)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(shì)和不足分別是什么？ 三倍體無(wú)子西瓜是怎么形成的？ 如何應(yīng)用單體缺體進(jìn)行基因定位？ 三級(jí)三體大麥的保持和利用。 YAC、 BAC、 BIBAC、 TAC、 MAC、 PAC分別指什么？