摘 要

杨树属落叶乔木，是世界著名的速生树种，材质软、纤维好，是纸浆和人造板的极佳原料。杨树基因组较小，随着有效的转化体系的建立，目前杨树已经成为多年生植物系统进化及其它领域研究的模式系统。在遗传图谱及物理图谱的构建方面都有了长足的进步。但因杨树染色体数目较多，形态较小，目前仍然没有可以对每条杨树染色体进行鉴定的有效手段。rRNA基因为探针的FISH(fluorescenceinsituhybridization)技术在植物中的广泛应用，使该技术成为鉴定个别染色体的重要手段。

本研究以黑杨派的美洲黑杨（Populus. deltoids Can.）基因组DNA为模板，采用随机引物法对美洲黑杨的5S 和18S rRNA基因进行扩增，获得的DNA序列通过琼脂糖凝胶电泳扩增，凝胶回收，连接转化，测序确认后，标记为FISH的探针。将其定位于杨树染色体的上。试验结果表明，美洲黑杨5SrDNA大小为545bp，18SrDNA的大小为941bp，在杨树基因组中分别形成两个杂交点。

关键词：美洲黑杨；rRNA扩增；FISH技术

Abstract

Poplar belongs to deciduous tree and was famous for it’s fast-growing .Poplar timber was soft and it also do a great job in it’s fibers. Poplar is an excellent raw material for pulp and artificial boar and with a small genome. With the establishment of its efficient transformation system， poplar has become the most available model system for perennials plant species in systematic evolution and other research fields. The dissertations on poplar have considerable progress in its genetic and physical map constructing. But due to the great quantity of poplar chromosomes, there is still no effective means to identify every chromosome. With the widely using of rRNA FISH in plant genome, this technology has become an important means in chromosomes identification.

Genome DNA of Populus. deltoids Can.’s belonged to Populus nigra was extracted and used as a template to clone Populus deltoides’s 5S and 18S rRNA gene by random primer PCR. The sequences were labeled and used as FISH probes.. The results showed that, the 5S rDNA’s size of Populus deltoids is 545bp and the 18S one is 941bp. The FISH result showed that 18S rDNA formed two crossover points in poplar’s genome.

Keyword: Populus. deltoids Can; rRNA amplification; Fluorescence in situ hybridization

目 录

1. 前言 4

1.1杨树概况 4

1.2杨树种质资源 4

1.3原位杂交研究进展 6

2. 正文 9

2.1 试验材料 9

2.2 试验方法 9

2.2.1 CTAB法提取杨树基因组DNA 9

2.3 PCR (Polymerase Chain Reaction) 10

2.4 凝胶电泳 10

2.5 凝胶回收 10

2.6 连接与转化 11

2.7 质粒DNA提取 11

2.8 探针标记 13

2.9 染色体制片 13

2.10 原位杂交染色体制片预处理 13

2.11 杂交 13

2.10.1 配制杂交液 13

2.10.2 制片变性 14

2.10.3 杂交 14

3. 结论 14

4. 致谢 18

参考文献 19

1. 前言

1.1杨树概况

杨树为杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus L.)。杨树大概有100余个种，为落叶乔木，树干端直；树皮光滑或纵裂，常为灰白色；花为单性，雌雄异株，一般叶先开放，柔荑花序下垂；叶柄长、侧扁或圆柱形，单叶互生，先端无或有腺点。在从北半球的北美洲、欧洲、北非地中海沿岸到亚洲的大部分地区几乎都有自然分布的杨树群体。但在南半球的赤道及非洲仅有1-2个自然分布的杨树种。在海拔4800米以下的地区杨树都可以自然生存。杨树天然林分面积约2000多万公顷，俄罗斯、中国、加拿大、美国、意大利和法国等都是杨树天然树种分布的主要国家^[1-2]。

我国处于世界杨树分布的中心区域，杨树自然分布于我国的大多数省市^[3]。其中以东北地区、西北地区、西南地区的杨树种质资源较为丰富，从茂密的森林地区到荒芜人烟的沙漠地区,再从寒温带地区的针叶林到亚热带地区的常绿阔叶林都能够见到自然分布的杨树。我国北方的大小兴安岭有大青杨和甜杨；南方则有滇杨；西部有耐盐碱、耐干旱的胡杨、银灰杨和银白杨等^[4]。

杨树是一个用途范围广的树种。杨树的一个重要作用是其具有良好的生态效应。在我国的东北、西北、华北林区，固沙的主要树种就是杨树。杨树可以防风固沙，保持水土，净化空气，同时还能满足我国北方农田林网造林和城市绿化对树种的要求。杨树的另一个重要作用是商业化栽培为纸浆工业和人造板工业提供重要的原材料。缓解目前世界木材供需矛盾的一条有效途径是发展杨树造林。在很多地区,杨树的种植已经是关系到当地经济发展的重要支柱产业。我国大约有700万hM2的杨树人工林面积,杨树人工林70%以上使用黑杨派树种。世界各国杨树人工林面积的总和是我国的1/4^[5]。

1.2杨树种质资源