全 文 ：园 艺 学 报 ， （增刊）： 2011 38 2456 http: // www. ahs. ac. cn
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收稿日期：2011–07–25
基金项目：日本学术振兴会（JSPS）项目（P08422）
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苹果SFBB基因家族的染色体定位及细胞遗传学
特征
王三红1,*，佐佐英德2，菊池真司2，章 镇1
（1南京农业大学园艺学院，南京 210095；2千叶大学园艺学部遗传育种研究室，日本松户 271-8510）
苹果是配子体自交不亲和植物，由两个独立且紧密连锁的花柱S基因和花粉S基因分别控制雌
蕊和雄蕊中自交不亲和的特异性。花柱S决定子是由S-RNase基因编码具有核酸酶活性的碱性糖蛋
白。花粉S决定子是SLF/SFB编码的F-box蛋白。通过S-locus区域BAC重叠群测序，Sassa等（2007）
最先鉴定了两个花粉S候选基因SFBB9-α，SFBB9-β。Minamikawa等（2010）报道了在一个苹果单元
型中至少含有10个以上的F-box基因（命名为MdFBX基因），这些基因都符合具有花粉S基因的特点，
即花粉特异表达，具有S多型性且在遗传上与S-RNase紧密连锁。为了进一步确定S-locus区域的基
因组结构和细胞遗传学特点，通过高分辨率的苹果减数分裂粗线期染色体FISH和免疫荧光染色方
法，精确定位MdFBX基因与S-RNase基因的物理定位、连锁关系，分析和推测其物理距离，苹果
S-locus区域的染色质结构和基因重组抑制的关系。
苹果‘Florina’（S3S9）花芽取自日本长野果树试验场，于Farmer固定液[3︰1（体积比）乙醇︰
冰醋酸]固定24 h以上。覆盖苹果S-locus区域的细菌人工染色体（BAC）克隆购自美国德克萨斯A & M
大学。碱裂解法提取苹果BAC DNA，并经PEG8000纯化。用生物素、地高辛标记探针，标记方法采
用Roche公司的Dig/Biotin Nick Translation 试剂盒。三色FISH另一个探针同时用生物素和地高辛标
记。采用三明治方法放大和检测FISH信号。在徕卡荧光显微镜（Leica DM RXA2）上观察，通过计
算机连接在显微镜上CCD相机（Leica DC350F）获取杂交信号，利用Leica CW4000 和Adobe
Photoshop v5.1软件将单色图象叠加合成图像。
苹果减数分裂粗线期染色体原位杂交结果表明，S9单元型MdFBX基因与S9-RNase基因紧密连锁，
且定位在染色体的端粒附近。通过三色BAC-FISH 确定了MdFBX基因与S-RNase基因的相对位置，
从端粒至着丝粒方向依次是MdFBX10，MdSFBB9-α，S9-RNase，MdSFBB9-β，MdFBX13（15），MdFBX19，
MdFBX6，MdFBX16，MdFBX12，MdFBX17，MdFBX11，这些基因定位于约1 Mb大小的染色体区域，
该区域染色质结构呈高度异染色质化。由于异染色质区域可能伴随基因的高度甲基化，通过免疫荧
光染色方法，用anti-5mC抗体探测了S-locus区域基因的甲基化现象，结果表明在染色体上S-locus比
周围区域呈现出强烈的荧光信号，表明S-locus区域基因高度甲基化。
由此得出 MdFBX 基因与 S-RNase 基因在遗传和物理定位上紧密连锁，该区域的高度异染色质化
和甲基化是保证其不被重组的重要原因，这为进一步证明 MdFBX 基因是苹果花粉 S 基因提供了证据。
关键词：苹果；自交不亲和；SFBB 基因家族；花粉 S 基因；荧光原位杂交（FISH）
中图分类号：S 661.1 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2011）S-2456-01