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棘腹蛙是一种广泛分布于四川盆地及其周边中、低山区的无尾两栖类,存在罕见的染色体多态现象,因发生染色体重排而在不同种群内、不同个体间存在多种核型。已有的研究初步推测,棘腹蛙的染色体重排很可能是1号和6号染色体对间发生了相互易位而引起。证明相互易位、或研究染色体重排对棘腹蛙种群分化的影响,获得发生重排的染色体上的分子标记具有关键性的意义。本研究从发生重排的染色体和该物种的基因组两个层面入手,通过显微切割获取单条目标染色体,并特别基于单条染色体全基因组扩增技术,进行了一系列的分子标记筛选、以及相关技术体系的构建,为后续种群分化、染色体重排假说检验等研究打下必备的基础。 1、染色体显微切割ⅰ)改进的染色体显微切割。通常的染色体显微切割是在倒置显微镜下,用显微操作仪控制毛细玻璃针分离染色体,但因倒置镜放大倍数有限(最高40倍)而使染色体难于准确识别,该方法受到局限。为提高放大倍数,本研究配合实验室的正置显微镜,制作了玻璃台以改造正置显微镜的载物台,使显微操作能在高倍(最高100倍)的正置镜下操作。改造的装置可以准确成功分离目标染色体。 ⅱ)切割目标染色体体外扩增。本研究尝试了目前几种常用的全基因组扩增技术对切割获得的染色体进行体外扩增,包括接头引物PCR(LA-PCR)、兼并引物PCR(DOP-PCR)、改进的引物延伸预扩增PCR(IPEP-PCR)、多重置换扩增(MDA)、以及广受研究者欢迎的GenomePlexTM WGA试剂盒,成功获得目标染色体DNA。 ⅲ) SSR位点的重排染色体标定。成功将2个微卫星标记定位在发生易位重排的1号染色体上。 ⅳ)尝试染色体涂染方法标记重排染色体。 2、非变性荧光原位杂交(ND-FISH)筛选微卫星标记本研究首次在两栖动物中,运用非变性荧光原位杂交筛选微卫星标记,这些标记可以用于后续棘腹蛙的种群遗传研究。 非变性荧光原位杂交(ND-FISH)是近年来兴起的一种技术,一般使用带有荧光标记的简单序列重复(SSRs)作为探针,杂交中不需要进行探针和染色体的变性使得检测简单快捷。SSRs探针可检测出染色体上SSR富集的区域,可以帮助辨识染色体,SSRs分布的多态性还可以为遗传多态性的研究提供信息。 ⅰ)本研究以棘腹蛙为研究对象,得到了5个可运用于多态性研究的标记。ⅱ)研究发现,有别于其他类群,当ND-FISH应用于两栖动物时,染色体标本必须进行变性。 ⅲ)本研究还对双色荧光原位杂交流程进行了较大的改进,在一个杂交体系中同时使用直接和间接标记探针,通过一次实验获得双色信号,从而使步骤简化。