野桑蚕、蓖麻蚕的细胞遗传学分析及蚕的染色体FISH研究

【摘要】： 染色体是遗传物质的载体，染色体的结构和功能研究是细胞遗传学中最重要的内 容。随着分子生物学技术的发展和完善，分子生物学技术日益渗透到染色体的研究中， 尤其是FISH技术成为了联系细胞遗传学与分子遗传学的桥梁，越来越多的研究从分子 水平上阐明染色体结构和功能。绢丝昆虫的染色体研究由于其自身的特殊性，如染色体 之间的形态差异不明显、中期呈短杆状乃至颗粒状、又无固定着丝粒、无臂比等参数可 依、分带不易等，严重地阻碍着其细胞遗传学的发展。因此，迫切需要借鉴新兴的分子 细胞遗传学技术，加快绢丝昆虫的细胞遗传学发展。 本研究在前人研究的基础上，一方面通过野桑蚕和蓖麻蚕的染色体研究，丰富完善 绢丝昆虫的细胞遗传学；另一方面，结合分子细胞遗传学的研究方法，积极探索新方法 在绢丝昆虫中的应用，以期能取得新的进展。现将研究结果总结如下： （1）野桑蚕的染色体研究 详细观察了中国野桑蚕卵母细胞的减数分裂过程，比较了中国野桑蚕卵母细胞和精 母细胞减数分裂前期Ⅰ染色体的形态行为，初步从细胞学角度认为野桑蚕雌染色体完全 连锁，而雄蚕染色体发生重组互换；在中国野桑蚕与日本野桑蚕卵母细胞粗线期均观察 到了“ Y”状二价体，推测野桑蚕染色体性型为：ZZ－ZW并预测 Z、W染色体在联会配 对时可能经历了某种等长化的形式；调查了重庆、陕西、湖北三个地域的野桑蚕染色体 数目都为2n=56，且均发现了与家蚕相似的Giemsa淡染性染色体，并对其进行了染色 体组型排列，进一步支持了中国野桑蚕和家蚕染色体之间存在着高度的同源性的观点。 （2）蓖麻蚕的细胞遗传学研究 比较详细地观察并描述了蓖麻蚕有丝分裂各个时期的染色体形态特征；全面比较了 雌雄蓖麻蚕减数分裂前期Ⅰ染色体的差异，从染色体角度证实了雌蓖麻蚕染色体是完全 连锁的，雄蚕染色体却是连锁交换的；并对雌蚕性染色体在减数分裂前期Ⅰ的动态变化 进行了详尽的描述；将不同时期的染色体组型进行比较，提出在进行绢丝昆虫核型分析 时，有必要将不同时期的组型相互参照。 （3）野桑蚕和蓖麻蚕基因组的RFLP分析 通过Southern杂交，在野桑蚕和蓖麻蚕基因组中都检测到了家蚕丝素重链基因 （Fib－H）、丝胶基因1（Ser1）及胰凝乳蛋白酶抑制剂13基因（CI-13）的同源序列， 并比较了中国野桑蚕和日本野桑蚕之间、蓖麻蚕品种间以及家蚕、野桑蚕、蓖麻蚕三者 间的酶切位点差异，从分子水平上说明了家蚕和中国野桑蚕基因组的同源性，并推测家 蚕在驯养过程中获得的丝蛋白生物合成效率的提高并不是丝蛋白自身基因结构的改变 1 所致，而。工能是通过丝腺细胞核数目成倍的上升，或者是由于与转录或转录后机制相关 基因的突变所致。 G）寡蚕和中因回柔蚕染色体的F’ISH研究 通过家蚕的染色体 FISH研究，并结合实验遗传学的研究结论，对丝胶基因 1（Serf） 及胰凝乳蛋白酶抑制剂门基因（CIj刀进行了染色体定位，发现 Serf位于第 11连锁 群染色体的近端部位冒，在粗线期染色体上的相对位胃为8．Ztl．2；Cll3位于第2江锁群 染色体的近端部，在粗线期染色体上的相对位置为！2．stl．4，并比较了两个基冈介染色 体上位置与实验近传图谱上的差异。另外，进一步光善了绢丝昆虫染色体FISHx术， 并将其应用于中国野桑蚕基因的染色体定位，初步确认丝素重链基因（Fib－H）八染色 体的木端，Serf位胃在染色体上的近端部位置，其结果与家蚕染色体FISH的结火高度 －致．从分f细胞遗传学角度证实了家蚕和中国野桑蚕染色体的高度同源性，；Wt探H 了r田H在家蚕和野桑蚕染色体同源性比较的可行性。