着丝粒功能与体细胞杂种染色体异常行为的关系研究

体细胞杂交可以跨越种间有性杂交不亲和，引入异缘优异基因，丰富栽培种的遗传基础。而体细胞杂种在细胞分裂中普遍存在染色体异常行为，并直接影响到杂种的育性及异附加系的培育。着丝粒作为染色体的重要位点，是研究染色体行为的最佳切入点。本研究利用芸薹属作物保守的着丝粒还原转座子序列为探针，筛选黑芥的BAC库，克隆并分析芸薹属B基因组着丝粒特异的序列。通过芸薹属CENH3蛋白，鉴定参与黑芥着丝粒功能的DNA序列。以花椰菜-黑芥体细胞杂种当代及后代为材料，着丝粒功能DNA和蛋白为标记，研究着丝粒功能对杂种中两套染色体行为的影响和异源多倍体形成初期的稳定过程。本项目科学意义在于，剖析芸薹属B基因组的着丝粒结构和功能，有助于了解芸薹属各个染色体组之间的亲缘关系和倍性演化；通过体细胞杂种及后代来研究影响染色体异常行为的细胞学机制，为深入了解着丝粒的功能和利用体细胞杂交（或远缘杂交）创制新种质提供理论依据。

本研究构建了芥菜的Fosmid文库，利用芸薹属作物保守的着丝粒还原转座子序列为探针，筛选Fosmid库，并结合全基因组随机测序的方法，获得并分析芸薹属B基因组串联重复序列的组成和结构。利用芸薹属CENH3蛋白抗体，鉴定参与黑芥着丝粒功能组装的DNA序列。以对称和不对称体细胞杂种当代及后代为材料，分析两套基因组来源的CENH3基因表达模式。获得的结果、数据为研究芸薹属植物基因组亲缘进化关系提供一定依据。并以此作为黑芥基因组学研究的切入点，为进行精确的染色体核型分析、遗传图与物理图谱的整合、比较基因组学等研究奠定基础，探讨着丝粒控制染色体行为的功能机制，为深入了解着丝粒功能和利用体细胞杂交（远缘杂交）创制新种质提供理论依据。