全 文 ：果 树 学 报 2011，28（5）: 924～927
Journal of Fruit Science
45S rDNA在 6个枳属植物中期染色体上的定位
翁天均，汪卫星 *，向素琼，郭启高，李晓林，何 桥，梁国鲁 *
（西南大学园艺园林学院，重庆北碚 400716）
摘 要： 利用染色体荧光原位杂交技术对 45S rDNA 在枳属 6 个品种体细胞中期染色体上的分布情况进行了分析。
结果表明，供试品种皱皮枳、飞龙枳、日本枳、薄皮枳、泸溪枳和旺仓大叶枳上的 45S rDNA 杂交位点分别为 5、5、5、6、
6 和 4 个，且间期核中的信号分布情况与染色体上基本一致。品种间在位点数目和信号分布区域方面存在差异，表现
出一定的信号多态性。 根据信号的分布情况，结果包括以下 5 类情况：第 1 类为信号分布在整个随体上和次缢痕区
域；第 2 类为部分随体区域和次缢痕；第 3 类为次缢痕区域；第 4 类为着丝点附近；第五类为长臂或短臂端部区域。
根据各品种的 45S rDNA 杂交信号的特异性，认为 45S rDNA 可用于枳属植物染色体及物种亲缘关系分析。
关键词： 枳属； 45S rDNA； 荧光原位杂交； 信号
中图分类号：S666．8 文献标识码：A 文章编号：1009－9980(2011)05－924－04
Physical mapping of 45S rDNA on metaphase chromosomes in six Pon-
cirus species by FISH
WENG Tian-jun， WANG Wei-xing*， XIANG Su-qiong， GUO Qi-gao， LI Xiao-lin， HE Qiao， LIANG-
Guo-lu*
( College of Horticulture and Landscape of Southwest University， Beibei， Chongqing 400716)
Abstract: Physical locations of 45S rDNA on mitotic metaphase chromosomes of six species in Poncirus
were carried on by means of fluorescence in situ hybridization. The results showed that the 45S rDNA sites
on mitotic metaphase chromosomes of Crinkle -skin， Flying dragon， Japanese， Thin -skin， Luxi and
Wangcang large leaf in Poncirus were 5， 5， 5， 6， 6 and 4 which were the same as the sites on mitotic in-
terphase. Among these species， the numbers and located regions of 45S rDNA sites were different. Ac-
cording to the located regions of signals on these species five types were detected. The first was that 45S
rDNA loci were all region of satellite and secondary constriction；The others were partial region of satellite
and secondary constriction， only secondary constriction， and pericentromeric regions and telomeric region
in long or short arms. The results could be important to chromosome characteristics and genetic relation-
ship analysis.
Key words: Poncirus； 45S ribosomal DNA； Fluorescence in situ hybridization； Signal
染色体荧光原位杂交 （fluorescence in situ hy-
bridization，FISH） 是近年来新兴的分子细胞遗传学
技术，它能够将特定的 DNA序列定位于染色体和间
期核中，通过分析比较这些序列的有无及其分布，从
而了解染色体的结构变异， 是染色体比较研究的重
要手段[1]。在植物基因组中研究最广泛的遗传单元之
一是核糖体 RNA 基因（rDNA）以及它们在染色体上
的定位。 45S rDNA 是高度保守的重复序列家族，拥
有几百至几千个拷贝，其与核仁形成有关，主要定位
在核仁组织区， 一般在染色体的次缢痕部位。 通过
FISH技术将 45S rDNA 在染色体上进行定位， 可以
为核型分析提供有效的细胞学标记， 特别对于染色
体较小且形态相近的物种[2]，并且对研究基因组间的
关系、 进化情况以及在基因组内区分染色体类型也
具有重要意义[3-10]。
枳属（Poncirus）为芸香科（Rutaceae）植物，它是
收稿日期： 2011－03－21 接受日期: 2011－08－02
基金项目： 国家自然科学基金（编号: 30600417）
作者简介： 翁天均，男，在读博士生，主要从事果树育种与现代生物技术研究。
觹 通讯作者。 Author for correspondence． Tel: 023-68250383，E-mail: lcyx802@163.com； lianggl@swu.edu.cn
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2011.05.033
真正柑橘类植物中唯一具有落叶性和三出复叶的植
物，一般认为枳属仅有一种即枳种[Poncirus trifoliate
（L.）Raf.]。 由于枳属植物较高的抗逆性和抗病性，在
我国和日本等地将其作为重要的砧木资源。 我国是
枳的原产地，遗传多样性丰富，而且存在大量的变异
类型。开展枳资源的遗传多样性研究，探讨枳属植物
的亲缘关系及起源，具有重要的意义。 目前，关于枳
属植物的遗传多样性研究主要采用的是形态学、孢
粉学和分子标记等方法 [11]，而从染色体特征方面去
研究枳属植物的亲缘关系及起源尚未见报道， 仅有
Roose 等 [12]、Brasileriro-Vidal 等 [13]和 Abkenar 等 [14]应
用 rDNA的 FISH定位来分析杂种起源的相关报道。
我们将利用 FISH 技术研究 45S rDNA 在 6 个枳品
种中期染色体上的分布情况， 旨在为进一步研究枳
属植物的分类及起源提供技术支持和细胞学证据，
并为今后枳属植物染色体识别和物理作图等方面的
研究打下基础。
1 材料和方法
1.1 材料
植物材料：供试材料包括枳种 6 个品种（表 1）。
质粒：携带 45S-rDNA 序列的质粒，由南开大学生命
科学学院陈瑞阳教授提供。
1.2 方法
去壁低渗—火焰干燥法 [15]制备体细胞染色体标
本，镜检备用。质粒快速提取试剂盒（北京鼎国公司）
提取质粒 DNA，0.8%琼脂糖凝胶电泳检测 DNA 质
量，DIG-High Prime 试剂盒（Roche 公司）随机引物
法标记探针。原位杂交及杂交信号的检测参照 Chen
等[16]、Jiang等[17]及 Kamstra等[18]的方法，稍作改动。
2 结果与分析
对 6 个枳品种体细胞中期染色体中 45S rDNA
的信号分布进行了观察统计。 经 DAPI 复染的染色
体呈现出蓝色，而经 DIG-High Prime 试剂盒标记的
45S rDNA探针呈现出绿色信号。在参试 6个枳品种
的中期染色体上，45S rDNA 信号位点有 4～6 个，品
种间在位点数目和信号分布区域方面存在差异，表
现出一定的信号多态性， 且间期核中的信号分布情
况与染色体上基本一致（图版-A1~C6）。根据信号的
分布情况，结果包括以下 5类情况：第 1 类为信号分
布在整个随体上和次缢痕区域； 第 2 类为部分随体
区域和次缢痕；第 3 类为次缢痕区域；第 4 类为着丝
点附近；第 5类为长臂或短臂端部区域。
（1） 皱皮枳： 在体细胞中期染色体上存在 5 个
45S rDNA杂交位点。其中 2 个位点分别位于 2 条随
体染色体的整个随体上及次缢痕区域 （图版-C1-
a）， 并且其中 1 条染色体的着丝点附近还出现了 1
个杂交位点（图版-C1，箭头），这也是区别于其他 5
个品种的显著特征， 另外 2 个位点分别位于 2 条染
色体的短臂端部区域，但 2 者信号强弱有所差异（图
版-C1-b）。
（2）飞龙枳：存在 5个杂交位点。2 个分别位于 2
条具大随体的染色体次缢痕区域（图版-C2-c），1 个
位于 1 条染色体的短臂靠近着丝粒附近（图版-C2-
d）， 另 2 个分别位于 2 条具小随体的染色体次缢痕
区域（图版-C2-e）
（3）日本枳：存在 5个杂交位点。3 个分别位于 3
条具大随体的染色体次缢痕区域（图版-C3-f），1 个
位于染色体的长臂端部（图版-C3-g），另 1 个位于
染色体短臂端部（图版-C3-h）。
（4）薄皮枳：存在 6 个杂交位点。 1 个位于具大
随体的染色体次缢痕区域（图版-C4-i），2 个分别位
于 2 条具小随体的染色体的次缢痕及整个随体区域
（图版-C4-j），2 个分别位于 2 条染色体的着丝点附
近区域（图版-C4-k），另 1 个则位于短臂端部（图
版-C4-l）。
（5）泸溪枳：存在 6个杂交位点。 其中 2 个信号
位点分别位于 2 条具大随体的染色体的次缢痕及随
体的部分区域 （图版-C5-m），2 个分别位于 2 条具
大随体的染色体次缢痕区域（图版-C5-n），1 个位于
染色体的短臂端部（图版-C5-o），另 1 个则位于染
色体的着丝点附近区域（图版-C5-p）。
（6）旺仓大叶枳：存在 4 个杂交位点。 其中 2 个
分别位于 2 条具大随体的染色体次缢痕区域（图版-
C6-q），1 个位于随体染色体次缢痕区域（图版-C6-
r），另 1 个位于染色体短臂端部（图版-C6-s）。
3 讨 论
3.1 关于45S rDNA位点与随体的关系
表 1 供试材料
Table 1 Studied accessions
翁天均等: 45S rDNA 在 6 个枳属植物中期染色体上的定位
名称
Accession name
材料来源
Possible origin
采样地点
Sampling place
皱皮枳 Crinkle-skin
飞龙枳 Flying dragon
日本枳 Japanese
薄皮枳 Thin-skin
泸溪枳 Luxi
旺仓大叶枳 Wangcang large leaf
江苏 Jiangsu
美国 USA
未知 Unknown
福建 Fujian
湖南 Hunan
四川 Sichuan
CRICAAS
CRICAAS
CRICAAS
CRICAAS
CRICAAS
CRICAAS
5 期 925
果 树 学 报 28 卷
高等植物 45S rDNA 是编码各种 rDNA（5.8S、
18S、25S、28S）前体的基因，在基因组中为中度串联
重复序列，与核仁形成有关，主要定位在核仁组成区
（NOR），一般在染色体的次缢痕部位。从染色体结构
来讲，NOR 的数目应该与随体数目相对应， 许多研
究结果表明，在棉花、水稻、玉米等作物中随体染色
体数目与 45S rDNA 杂交位点的数目是相同的 [19-21]。
但在十字花科芸薹属作物中， 杂交信号的个数并不
与随体染色体的数目相同[22]。在本研究中，45S rDNA
的杂交位点数目与随体染色体数目之间存在差异，
主要有 2种情况， 一种为部分随体染色体上没有杂
交信号，另一种为杂交信号位于非随体染色体上。李
懋学等 [23]认为，次缢痕区即 NOR，但 NOR 并一定在
次缢痕区。
3.2 关于 45S rDNA 在基因组研究及物种亲缘关
系分析中的作用
45S rDNA 位点作为一种有效的染色体标记，可
以为研究基因组在分子和染色体水平上的进化提供
线索[24]，可以有效地反映种、属间的分化程度 [25]。 尽
管 45S rDNA 在序列上高度保守， 在染色体上的物
理位置具有一定的固定性， 但在物种进化过程上并
非是一成不变的， 即使在亲缘关系很近的种内，45S
rDNA 位点在染色体上的位置、 数目和拷贝数也可
能有差异。 Torrell 等[26]在蒿属（Artemisia）7 个种中，
通过 rDNA-FISH结合荧光带分析，确定了种属间的
分类关系。 Taketa等[24]通过对大麦属（Hordeum）9 个
野生种及细胞型的研究， 发现 rDNA 的定位为研究
该属的核型进化、 系统发育提供了非常有价值的信
息。赵丽娟等[27]采用 FISH技术对不同大麦品种之间
进行了研究， 发现 45S rDNA 在染色体上的位点都
表现出变化， 并认为 45S rDNA 的差异可能是供试
大麦品种间特异性所决定的。
本研究结果显示，6 个枳品种在 45S rDNA 位点
的分布情况存在一定的差异， 尤其是皱皮枳中一条
随体染色体上除次缢痕区域存在杂交信号外， 在着
丝点附近还存在一个 45S rDNA 杂交位点；另外，除
日本枳和旺仓大叶枳外， 其他 4个品种均存在着丝
点附近的杂交信号； 而日本枳特有的显著特征就是
在其中 1 条染色体的长臂端部出现了 45S rDNA 杂
交位点，这在其他 5 个品种中均未发现。 45S rDNA
位点的多态性不仅显示出各试材间染色体类型的差
异， 更重要的则能反映出种内不同品种间的染色体
结构上的变异，这也是其他 DNA分子标记技术所不
能提供的遗传信息。 因此，45S rDNA 等特异序列在
染色体上的定位， 能够为枳属植物遗传多样性分析
及进一步的研究基因组进化和亲缘关系提供有力的
细胞学证据，对枳属植物种质资源收集、鉴定和保存
具有重要的意义。 （本文图版见插 2）
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5 期
一 办会单位
中国园艺学会石榴分会和西安市农业委员会主办；中国
农业科学院郑州果树研究所和西安市果业技术推广中心承
办；临潼区农林局协办。
二 时间及地点
时间：2011 年 10 月 11-12 日。 10 月 10 日全天报到。
地点：陕西长安雅集酒店。 注：参会代表在 9 月 26 日前
将航班号或火车站次及到达时间通知会务组，报到当天会务
组将在咸阳机场、西安火车站接待参会人员。 联系人：严潇
13186132839）
三 会议主题
学术交流：内容包括石榴产业的生产发展概况、种质资
源、遗传育种与生物技术、栽培与生理、设施栽培技术、标准
化管理技术、病虫害防治、贮藏保鲜与加工；以色列石榴科研
与生产情况交流； 论文编辑出版及优质石榴产品评奖活动；
中国园艺学会石榴分会优质石榴基地挂牌。
四 会期参观和考察
参观西安世界园艺博览会和临潼优质石榴生产基地。
五 会议要求
会上交流的演示文稿请用 PowerPoint 格式， 时间为 15~
20 分钟。
六 征文要求
会议论文将由《果农之友》编辑出版专刊，每篇文章收取
版面费 400 元。 截止日期为 2011 年 9 月 20 日。 格式请参考
《果农之友》期刊，以 Word 文档格式发到 zgslfh@163.com。
七 会议费用
与会代表缴纳会务费 600 元/人，交通、食宿自理。
八 注意事项
1． 参加优质石榴产品评奖活动的参赛者需提供 25 个以
上果实，报到当天交到会务组。
2. 参加优质石榴基地挂牌的申报者需提供基地的详细
资料及优质果品。
3. 中国园艺学会石榴分会第一届常务理事请按时出席
10 月 10 日 20：00 召开的常务理事会议。
九 联系方式
联 系 人 ： 刘 丽 0371 -65330990；13526652449 E -mail：
zgslfh@163.com
地址： 河南省郑州市航海东路 63 中学南中国农业科学院郑
州果树研究所中国园艺学会石榴分会秘书处 邮编： 450009
联 系 人 : 赵 凯 029 -62272055 ； 15091769971 E -mail：
599288936@qq.com 地址： 西安市长安南路 134 号 邮编：
710061
关于召开“中国园艺学会石榴分会年会暨第二届全国石榴生产与科研研讨会”的通知
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