染色体带型在昆虫系统学研究中的应用分析.ppt

染色体带型在昆虫系统学研究中的应用 耿 静 2007.5.11 1 染色体显带技术 　所谓染色体显带技术是借助于特殊的操作处理，使染色体显现具有稳定数目和部位、着色深浅不同的染色带，进而鉴定研究染色体的方法。该技术最早出现于1968年，先驱者是Caspersson，自20 世纪70 年代以后得到广泛应用。 原理：细胞中期染色体易于分离并展开，进行显微镜分析。许多特殊的染料将中期染色体识别为均质的结构，然而某些染色方法能产生具有种属特异横纹的差示染色带，并且这些显带图型在发育过程中以及不同组织的细胞间是恒定的。 Q带技术即喹吖因荧光染色体技术，显示中期染色体经氮芥喹吖因或双盐酸喹吖因染色以后，在紫外线照射下呈现出荧光亮带和暗带。一般富含AT碱基的DNA区段表现为亮带，富含GC碱基的DNA区段表现为暗带。 G带即Giemsa，将中期染色体制片经胰酶或碱、热、尿素、去污剂等处理后再用Giemsa染料染色后所呈现的染色体区带。一般来说，G带和Q带相符，但也有例外，如Q带显示的人Y染色体的特异荧光，在G带带型上并不出现。 R带是指中期染色体经磷酸盐缓冲液保温处理，以吖啶橙或Giemsa染色后所显示的带型，和G带明暗相间带型正好相反，所以又称反带。 C带是将染色体先进行一系列的酸碱处理,再用热标准枸橼酸溶液温育,最后经吉姆萨染色所呈现的区带。主要显示着丝粒结构异染色质，及其他染色体区段的异染色质部分。 T带又称末端带，是染色体端粒部分经吖啶橙染色后所呈现的区带，在分析染色体末端结构畸变时有用。 N带又称Ag-As染色法，主要用于染核仁组织者区的酸性蛋白质。 2 染色体显带技术在植物研究中的应用 自从细胞核型分析应用于植物研究以来，利用染色体形态学证据，有力地促进了系统与进化植物学研究的深入和发展，尤其是在科间、属间及种间的分类中发挥了重要作用。 染色体显带技术的出现并应用于植物研究后，则在种下等级分类、物种变异和分化及形成等方面, 获得了一些令人满意的实验结果。 属及属下等级的分类处理 种下变异和物种分化的研究 显带技术研究多倍体起源 研究不同地理分布的遗传和形态变异 3 染色体显带技术在昆虫分类系统中的应用 目前有关昆虫染色体分带的研究包括对一科内数属及一属内数种的比较,以显示其属、种内分类阶元的异同；对一较高分类阶元内不同种或亚种进行比较分析,以显示其种阶元的差异；有对种群特别是对杂交后代的种群的分析,以确立昆虫的分类地位及亲缘关系。统计国内外有关昆虫染色体分带的资料表明,几乎各种染色分带技术在昆虫中均有研究,但相对研究较多的是C-带、G-带、银染等方面。 在动物演化研究中,染色体显带技术应用广泛,在揭示科内细胞遗传学机制多样性、不同分类阶元间的亲缘关系上发挥了重要作用。贾萧凌等对斑翅蝗科的6个属的C 带带型进行分析,得出斑翅蝗科的6 个属间的亲缘关系:飞蝗属与车蝗属较近,尖翅蝗属、绿纹蝗属与小车蝗属较近,红翅皱膝蝗与上述5 个属的亲缘关系相对较远些,从细胞分类学的角度证明了这种亚科分类的合理性。 4以蝗虫为例说明染色体带型的应用 4.1材料:小蹦蝗属2 种:峨眉小蹦蝗Pedopodisma emeiensis 和秦岭小蹦蝗P. tsinlingensis；无翅蝗属2 种: 小无翅蝗Zubovskia parvula 和柯氏无翅蝗Z. koeppeni 4.2方法:C显带技术;银染色法 4.3结果 4.4 结论 作者所研究的4 种蝗虫分隶两属，即小蹦蝗属及无翅蝗属。从属内种间C 带核型比较来看，其差异是较为明显的，如秦岭小蹦蝗染色体带型结构较为简单，异染色质总含量（THC） 值明显较低，带纹数目较少；而峨眉小蹦蝗则具有异常复杂的带纹结构，带纹数目多，存在大量端带及居间带，THC 值明显偏高。小无翅蝗与柯氏无翅蝗的主要区别也表现在个别染色体上附加带纹的存在与否以及THC 值含量差异等方面。 尽管属内种间染色体指标方面存在明显差异可资辨别, 但通过分析比较, 我们仍可以从中看出属的共性。例如属内染色体数目一致, 染色体分组型式相似, 此外, 从染色体带型结构来看, 小蹦蝗属两种第8 号染色体均具有端带,银染核仁组成区（ NOR） 定位于该染色体端部区域, 而无翅蝗属两种X染色体均具有端带, 其NOR 定位点也位于X染色体端部区域。 4.5 讨论 C 带显示染色体上的结构异染色质区域。近年来，人们利用分子生物学研究手段证实C带主要是AT与GC 高度重复序列，包括卫星DNA 序列。从遗传学角度来看，C 带显示的结构异染色质在遗传上具有相对恒定性，但与银染核仁组成