染色体组型分析

染色体组型 李昱静 生物工程三班 2009343014 E2组 一、染色体组型定义:各种生物染色体的形态、结构和数目都是相对稳定的。每一细 胞内特定的染色体组成叫染色体组型。 二、染色体组型分析定义:又叫核型分析。对生物某一个体或某一分类单位(亚种、 种等)的体细胞的染色体按一定特征排列起来的图象(染色体组 型)的分析。一般有四种方法。 不同物种的染色体都有各自特定的形态结构(包括染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体大小等)特征，而且这种形态特征是相对稳定的。因此，染色体核型分析是植物种质资源遗传性研究的重要内容。 三、染色体组型分析方法:(1)常规的形态分析。选用分裂旺盛细胞的有丝分裂中 期的染色体制成染色体组型图，以测定各染色体的长度(微米) 或相对长度(,)，着丝粒位置及染色体两臂长的比例(臂比)， 鉴别随体及副缢痕的有无作为分析的依据。 (2)带型分析。显带技术是通过特殊的染色方法使染色体的 不同区域着色，使染色体在光镜下呈现出明暗相间的带纹。每 个染色体都有特定的带纹，甚至每个染色体的长臂和短臂都有 特异性。根据染色体的不同带型，可以更细致而可靠地识别染 色体的个性。 (3)着色区段分析。染色体经低温、KCl和酶解，HCl或HCl 与醋酸混合液体等处理后制片，能使染色体出现异固缩反应， 使异染色质区段着色可见。在同源染色体之间着色区段基本相 同，而在非同源染色体之间则有差别。因此用着色区段可以帮 助识别染色体，作为分析染色体组型的一种方法。 (4)定量细胞化学方法。即根据细胞核、染色体组或每一个 染色体的DNA含量以及其他化学特性去鉴别染色体。如DNA含 量的差别，一般能反映染色体大小的差异，因此可作为组型分 析的内容。染色体组型分析有助于探明染色体组的演化和生物 种属间的亲缘关系，对于遗传研究与人类染色体疾病的临床诊 断也非常重要。 四、染色体组型分析计算:(1)染色体组型分析主要包括染色体长度、染色体臂比、着 丝点位置、次缢痕等。染色体的长度差异有两种，一种是不同种、 属间染色体组间相对应的染色体的绝对长度差异，一种是同一套染 色体组内不同染色体的相对长度差异。绝对长度通常在放大的照片 或图象上以微米(μm)进行测量，然后按下式换算: 染色体绝对长度 = 放大的染色体长度(μm)× 1000 / 放大倍数 (2)绝对长度不大稳定，这是因为预处理条件和染色体的缩短程度 难以完全相同，即使同一个体的不同细胞的染色体，缩短程度也常 常不同。因此，绝对长度只有在染色体大小差异明显的种或属间的 比较才有价值。而对于染色体大小差异不明显的间的比较，常 常以相对长度作为量度染色体的标准。染色体相对长度是以百分比 示，通常采用Levan(1964)的公式计算: 染色体相对长度 =(染色体长度/染色体组总长度)× 100% (3)由于相对长度排除了因技术原因引起的染色体短缩程度不同所 产生的差异，因此，相对长度值是一个较稳定的可比较的数值。而 绝对长度则往往只记录变异范围。不同属、种，以及不同变种之间， 因染色体变异，会引起同源染色体长臂与短臂不一样，这通常用染 色体臂比来进行比较。通用公式如下: 染色体臂比 = 长臂(L)/短臂(S) (4)由于染色体长臂和短臂不一，就表现出着丝点位置不同。此外， 在核型分析中，次缢痕或核仁组成区(NOR)和随体(SAT)的数目、 分布和大小的差异，常常成为区分某些近缘种或属的主要特征，因 此，它们识别与判断极为重要。例如，葱、洋葱和大蒜的染色体数 目和基本形态都相近似，但是，其随体的数目、大小和位置明显不 同，而易于区分。 五、染色体组型分析实验步骤 1、测量:依次各测量染色体长臂和短臂的长度，随体计入臂长与否须注明。 根据显微测量或放大照片测量、记录染色体形态测量数据如下: 绝对长度(μm)=放大的染色体长度?放大倍数 染色体组总长度=该细胞单倍体全部染色体长度(包括性染色体)之和 相对长度(%)=每个染色体长度?染色体组总长度×100 臂比=长臂长度?短臂长度 着丝粒指数=短臂?该染色体长度×100 例表(表格于实验结果中) 2、配对:根据测量数据，即染色体相对长度、臂率、着丝粒指数、次缢痕的有无及位置、随体的形状和大小等进行同源染色体的剪贴配对。 3、排列: ?染色体对从大到小依次排列;等长染色体对，短臂长的在前;具随体染色体、性染色体可单独排在最后。 ?异源的染色体要分别排列(如小麦的A、B、D染色体组) 4、剪贴:把上述已经排列的同源染色体按先后顺序粘贴在绘图纸上。粘贴时，短臂向上、长臂向下，各染色体的着丝粒排在一条直线上。所得组型图。 5、分类: 臂比是反应着丝点在染色体上的位置。根据此可确定染色体所属的形态类型。 染色体形态类型:臂比(长臂/短臂) 形态类型 1,1.7M中着丝粒染色体; 1.71,3.0SM近中着丝粒染色体; 3.01,7.0 ST近端着丝粒染色体; ,7.01T端着丝粒染色体; SAT随体染色体。 6、填表:将上述结果整理成“染色体形态测量数据表” 染绝对长相对长臂长短臂长臂比 染色体 色度 长度 度 度 (长/类型 体 (um) % (um) (um) 短) 序 号 1 17.5 23.9 9.75 7.75 1.26 M 2 15.5 21.1 8.50 7.00 1.21 M 3 14.24 18.9 8.75 5.50 1.59 M(SAT) 4 13.5 18.4 9.5 4.00 2.375 SM 5 13 17 7 7 6.00 1.67 0 M 总长度:73.75 um(单倍的染色体实际总长) 平均相对长度:20 7、综合描述 ?计数体细胞染色体数目:统计细胞数?30，85%具有恒定一致的数目; ?以分裂中期、高质量的体细胞染色体图像作为形态描述，以5个以上的细胞染色体，测其平均值。 ?核不对称系数(Ask),长臂总长?全组染色体总长×100% ?染色体的长短:按Kuo等的方法，以染色体相对长度系数(I.R.L)组成划分染色体的长短，即I.R.L?1.26为长染色体(L);1.01?I.R.L?1.25为中长染色体(M2);0.76?I.R.L?1.00为中短染色体(M1);I.R.L，0.76为短染色体(S)。2n=24=8L+2M2+10M1+4S。 相对长度系数(I.R.L)= 每条染色体的相对长度?染色体的平均相对长度 ?染色体组型分类:Stebbins(1971)核型分类表。 臂比值,2的染色体的百分比 染色体长度比 0.00 0.01-0.50 0.51-0.99 1.00 ,2 :1 1A 2 A 3 A 4 A 2:1-4:1 1B 2 B 3 B 4 B ,4:1 1C 2C 3C 4C 染色体长度比,最长染色体长度?最短染色体长度 染色体组型类型1A为最对称型，4C为最不对称型。 ?染色体组型的公式:芍药 2n=2x=10=8M(2Sat)+2SM=6M+2SAT+2SM ?染色体组型模式图:根据各染色体的相对长度平均值绘制一坐标图。横轴上标明各染色体序号，每一染色体与其序号相对应，纵轴表示相对长度值(,)，零点绘在纵轴的中部，并与各染色体的着丝点相对应。此即为该细胞的染色体组型模式图。 六、染色体组型分析发展史:1920年提出三项技术促进:低渗处理、 秋水仙素应用、植物凝激素应用染色体分带技术:Q带、G带、C带、R带、T带、N带等FISH技术