基因组的C值 [利用C基因组DＮA和C0t-1,DＮA对药用野生稻\大颖野生稻基因组的比较分析]

　　摘要：采用药用野生稻Ｃ基因组ＤＮＡ及Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ为探针，分别对药用野生稻（ＣＣ）自身和大颖野生稻（ＣＣＤＤ）体细胞染色体进行了基因组原位杂交（GISH）和荧光原位杂交（ＦＩＳＨ）分析。利用Ｃ基因组DNA探针进行分析显示，药用野生稻２４条染色体都被杂交信号覆盖；而在大颖野生稻中可区分为２４条ＣＣ型染色体（杂交信号较强）和２４条ＤＤ型染色体（杂交信号较弱）。以Ｃ基因组Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ探针进行分析显示，在药用野生稻染色体的端粒、着丝粒、近着丝粒区域有很强的杂交信号，而大颖野生稻中也有２４条染色体在这些区域红色杂交信号较强，另２４条染色体的杂交信号很弱。表明利用Ｃ基因组ＤＮＡ和Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ为探针的GISH和ＦＩＳＨ技术，都能很好地将大颖野生稻Ｃ、Ｄ染色体组区分开，Ｃ和Ｄ基因组亲缘关系较远，二者具有不同起源。与药用野生稻Ｃ基因组相比，大颖野生稻Ｃ基因组出现了一些分化。这些都为研究大颖野生稻Ｃ和Ｄ染色体组起源，探讨异源四倍体进化机制奠定了基础。
　　关键词：药用野生稻；大颖野生稻；Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ；荧光原位杂交；基因组原位杂交；异源四倍体
　　中图分类号：Q813.4文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）12－2548-03
　　
　　Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Aｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｏｒｙｚａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ ａｎｄ Ｏｒｙｚａ ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ ｗｉｔｈ Ｃ－ｇｅｎｏｍｉｃ ＤＮＡ ａｎｄ Ｃ0 ｔ－１ ＤＮＡ Pｒｏｂｅｓ
　　
　　ＤＵＡＮ Ｆｅｎｇ－ｓｅｎ，ＬＩＵ Ｈｏｎｇ，ＣＨＥＮ Ｙａｎ，ＱＩＮ Ｒｕｉ，ＬＩ Ｇａｎｇ
　　（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｓｏｕｔｈ－Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎ Ｅｔｈｎｉｃ Ａｒｅａ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ， Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｓｏｍａｔｉｃ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｆｒｏｍ Ｏ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ （ＣＣ） ａｎｄ Ｏ． ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ （ＣＣＤＤ） ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｂｙ GISH ｔｈｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ ｓｉｔｕ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ． Ｉｎ ｔｈｅ GＩＳＨ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗｉｔｈ Ｃ－ｇｅｎｏｍｉｃ ＤＮＡ ｆｏｒ ｐｒｏｂｅ， ２４ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｏｆ Ｏ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ ｗｅｒｅ ｅｎｔｉｒｅｌｙ ｃｏｖｅｒｅｄ ｗｉｔｈ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ； ｗｈｉｌｅ ４８ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｏｆ Ｏ． ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ ｗｅｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｗｏ ｇｒｏｕｐｓ： ２４ Ｃ－ｇｅｎｏｍｉｃ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｗｅｒｅ ａｌｍｏｓｔ ｃｏｖｅｒｅｄ ｂｙ ｒｅｄ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ２４ Ｄ－ｇｅｎｏｍｉｃ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｖｅｒｅｄ ｂｙ ｌｅｓｓ ａｎｄ ｗｅａｋ ｒｅｄ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ． Ｉｎ ｔｈｅ ＦＩＳＨ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗｉｔｈ Ｃ－ｇｅｎｏｍｉｃ Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ ｆｏｒ ｐｒｏｂｅ， ａｌｌ Ｏ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ’ ｔｅｌｏｍｅｒｅｓ， ｃｅｎｔｒｏｍｅｒｅ and ｎｅａｒ ｃｅｎｔｒｏｍｅｒｅ ｗｅｒｅ ｃｏｖｅｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｒｅｄ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ； ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ａｒｅａ ｏｎ ２４ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｏｆ Ｏ． ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ ｗｅｒｅ ｍｏｄｅｓｔｌｙ ｃｏｖｅｒｅｄ ｂｙ ｒｅｄ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ， ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ Ｃ－ｇｅｎｏｍｉｃ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ． Ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ２４ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｈａｄ ｌｅｓｓ ｒｅｄ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ Ｄ－ｇｅｎｏｍｉｃ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｏｆ Ｏ． ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ． Ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｃ ａｎｄ Ｄ ｇｅｎｏｍｅ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ ｅａｓｉｌｙ ｂｙ ＦＩＳＨ ｗｉｔｈ Ｃ－ｇｅｎｏｍｉｃ ＤＮＡ ａｎｄ Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ ｆｏｒ ｐｒｏｂｅｓ， ｔｈｅ Ｃ ａｎｄ Ｄ ｇｅｎｏｍｅｓ ｈａｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ Ｃ－ｇｅｎｏｍｅ ｏｆ Ｏ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ， ｍａｎｙ ｃｈａｎｇｅ ｗｏｕｌｄ ｈａｄ ｔａｋｅｎ ｐｌａｃｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｃ－ｇｅｎｏｍｉｃ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ ｏｆ Ｏ． ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ． Ａｌｌ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｌａｉｄ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅｖｅａｌｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ ａｎｄ Ｄ ｇｅｎｏｍｅｓ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｔｅｔｒｏｐｌｏｉｄ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： O. officinalis； Ｏ． ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ； Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ； FISH； GＩＳＨ
　　
　　稻属（Ｏｒｙｚａ Ｌ．）是禾本科（Ｇｒａｍｉｎｅａｅ）植物中最重要的属之一。它由两个栽培种和２０多个野生种组成，广泛分布于全球热带和亚热带地区［１－３］。野生稻具有极其丰富的遗传多样性，具有栽培稻所不具备的优良性状，目前已从野生稻中发掘出了抗病、抗虫、耐冷、耐热、细胞质雄性不育及其他许多抗性强、抗谱广、抗性稳定的优异基因［４］。Ｖａｕｇｈａｎ等［５］把稻属分成４ 个复合体， 即栽培稻复合体（Ｏ． ｓａｔｉｖａ ｃｏｍｐｌｅｘ）、药用野生稻复合体（Ｏ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘ）、马来野生稻复合体（Ｏ． ｒｉｄｌｅｙｉ ｃｏｍｐｌｅｘ）、疣粒野生稻复合体（Ｏ． ｍｅｙｅｒｉａｎａ ｃｏｍｐｌｅｘ），其中， 药用野生稻复合体有１０种，涵盖了ＢＢ、ＣＣ、ＥＥ、ＢＢＣＣ和ＣＣＤＤ共５ 种类型染色体组。Ｃ基因组是药用野生稻复合体的最基本的基因组成分。在药用野生稻复合体中，药用野生稻（Ｏ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ， ＣＣ）、宽叶野生稻（Ｏ． ｌａｔｉｆｏｌｉａ， ＣＣＤＤ）、高秆野生稻（Ｏ． ａｌｔａ，ＣＣＤＤ）、大颖野生稻（Ｏ． ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ，ＣＣＤＤ）和斑点野生稻（Ｏ． ｐｕｎｃｔａｔａ，ＢＢＣＣ）都具有ＣＣ染色体组。因此， 弄清这些种间的遗传关系， 将有助于更好地保护和利用野生稻中的遗传资源［４，６］。
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　　ＤＮＡ主要为中度和高度重复序列，包含卫星ＤＮＡ，微卫星ＤＮＡ，核糖体ＤＮＡ以及端粒、着丝粒重复序列等重复序列， 决定着染色体的重要结构和特征。因此在物种间具有一定的保守性。此外，Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ受到的选择压力小，比单或低拷贝序列变异速度快，可以体现一些种内的变化，对于研究属内的种间亲缘关系具有一定的优势［６］。蓝伟侦等［６］利用栽培稻的Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ作探针，对药用野生稻和疣粒野生稻基因组进行比较分析，发现二者基因组中高度重复序列具有很强的同源性和保守性［９］。同时，他们还利用药用野生稻Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ为探针，对栽培稻（ＡＡ）×药用野生稻（ＣＣ）杂交后代Ｆ１（ＡＣ）进行ＦＩＳＨ分析，发现Ａ基因组和Ｃ基因组中高度重复序列（Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ）具有变异性的一面。
　　大颖野生稻、宽叶野生稻和高秆野生稻都是分布于拉丁美洲的异源四倍体多年生物种，且均含有ＣＣＤＤ染色体组。它们在地理分布上基本重叠，在形态上也极为相似。Ｊｅｎａ等［１０］根据细胞学、同工酶以及近年来的分子证据认为，归并这３种或将其作为种内不同等级处理更为合适。近些年来主要对宽叶野生稻和高秆野生稻研究颇多。蓝伟侦等［６］的研究认为高秆野生稻中ＤＤ基因组和ＣＣ基因组的亲缘关系比宽叶野生稻中ＤＤ基因组和ＣＣ基因组的亲缘关系近。刘凤麟等［８］进一步发现宽叶野生稻中的ＣＣ基因组比高秆野生稻和药用野生稻中的ＣＣ基因组更加原始。相比之下，对大颖野生稻的ＣＣＤＤ基因组研究较少。由于大颖野生稻、宽叶野生稻和高秆野生稻同属ＣＣＤＤ基因组，起源于母本为ＣＣ基因组单次杂交事件，进化机制可能相似［６］。因此研究利用药用野生稻Ｃ基因组ＤＮＡ和Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ为探针分别对大颖野生稻体细胞进行GISH和FISH，并以药用野生稻Ｃ基因组ＤＮＡ和Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ为探针分别对药用野生稻自身体细胞GISH和FISH为对照，研究大颖野生稻Ｃ、Ｄ基因组的亲缘关系，探讨大颖野生稻可能的进化机制。
　　１材料与方法
　　１．１材料及其染色体制片
　　供试材料药用野生稻（Ｏ．ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｗａｌｌ）稻株１５８９由广东省国家野生稻圃提供，大颖野生稻（Ｏ． ｇｒａｎｄｉｇｌｕｍｉｓ）由华中农业大学邢勇忠教授提供。染色体制片分别参照Ｙａｎ等［１１］和Ｒｅｎ等［１２］的方法。
　　１．２Ｃ基因组ＤＮＡ与Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ制备
　　ＣＴＡＢ法提取药用野生稻基因组总ＤＮＡ，参照Ｒｅｎ等［１２］方法稍作修改。Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ制备参照Ｄｏｙｌｅ等［１３］方法并稍作修改，即将药用野生稻基因组ＤＮＡ在０．１４ ＭＰａ高压下灭菌３ ｍｉｎ，使其打断成８００～
　　１ ５００ ｂｐ长的片段，根据Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ 动力学公式
　　Ｃ0ｔ－１（ｍｏｌ／Ｌ）＝Ｃ（ｍｏｌ／Ｌ）×Ｔｓ计算Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ完全复性所需的时间；Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ完全复性后，用Ｓ１核酸酶［（２ Ｕ／（μｇＤＮＡ），Ｐｒｏｍｅｇａ］于３７ ℃酶解１ ｈ，然后用平衡酚抽提，无水乙醇沉淀过夜，１２ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心１０ ｍｉｎ，７０％的乙醇洗涤，最后用ＴＥ ｂｕｆｆｅｒ溶解得到所需Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ。
　　１．３探针标记
　　ｇＤＮＡ和Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ采用Ｎｉｃｋ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ Ｋｉｔ（Ｒｏｃｈｅ）标记。５０ μＬ反应体系中含有ｄＡＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＴＴＰ、ｂｉｏｔｉｎ－１１－ｄＴＵＰ、ＤＮａｓｅ Ｉ、ＤＮＡ聚合酶Ｉ、２～３ μＬ基因组ＤＮＡ，１５℃下标记反应３．５ ｈ 后，６０ ℃水浴１０ ｍｉｎ终止反应，用抗生物素蛋白的碱性磷酸酶（ＡＰ，Ａｌａｌｋａｌｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ｃｏｎｊｕｇａｔｅ，Ｒｏｃｈｅ）的点印记法检测标记效果。
　　１．４原位杂交及检测
　　基因组原位杂交（Ｇｅｎｉｍｉｃ ｉｎ ｓｉｔｕ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ，ＧＩＳＨ） 和FISH方法参阅Ｊｉａｎｇ等［14］的ＦＩＳＨ程序稍加修改。染色体制片于６０ ℃烤片１ ｈ；ＲＮａｓｅ Ａ／２×ＳＳＣ（１０ μｇ／ｍＬ）３７ ℃处理１ ｈ，２×ＳＳＣ室温漂洗１０ ｍｉｎ， 胃蛋白酶（Ｇｅｎｖｉｅｗ）／１０ ｍｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ（５ μｇ／ｍＬ）处理１５ ｍｉｎ，２×ＳＳＣ室温漂洗１０ ｍｉｎ，甲醛／１×ＰＢＳ室温固定１０ ｍｉｎ，７０％甲酰胺７０℃变性３．５~５.0 ｍｉｎ，－２０℃ ７０％、９５％和１００％乙醇各脱水５ ｍｉｎ， 室温晾干；每张片子上杂交液含有８０ ｎｇ 标记的探针ＤＮＡ， ５０％去离子甲酰胺（Ｓｉｇｍａ），８％的硫酸葡聚糖（Ａｍｒｅｓｃｏ），２×ＳＳＣ，０．５％ ＳＤＳ，０．５ μｇ鲑鱼精ＤＮＡ（ＤＮＡ Ｓａｌｍｏｎ， Ｓｉｇｍａ），３７ ℃杂交过夜。杂交信号的荧光检测：４２ ℃ ２０％甲酰胺，２×ＳＳＣ，０．２×ＳＳＣ洗脱，室温０．１％ ＴｒｉｔｏｎＸ-１００（Ｓｉｇｍａ）处理５ ｍｉｎ，室温１×ＰＢＳ洗脱并凉干片子；每张片子加入Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ－Ｃｙ３（Ｒｏｃｋｌａｎｄ），３７℃温育１ ｈ，１×ＰＢＳ室温洗涤３次，每次５ ｍｉｎ；１０ μｇ／ｍＬ ＤＡＰＩ （Ｓｉｇｍａ）复染， ＯｌｙｍｐｕｓＢＸ６１ 荧光显微镜观察， 用Ｃａｓｅ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｒ Ｅｘｐｏ ２．１．１ 图像系统控制的Ｃｏｏｌ－１３００ＱＳ ＣＣＤ （ＶＤＳＧｅｒｍａｎｙ）照相系统摄取图片。运用ＳＰＯＴ ３２软件对染色体相关数据进行测量，选用ＡｕｔｏＣＡＤ ２００８对大颖野生稻染色体信号模式图进行绘制。
　　２结果与分析
　　２．１Ｃ基因组ＤＮＡ探针对药用野生稻自身和大颖野生稻的GＩＳＨ分析
　　药用野生稻和大颖野生稻分别是含有ＣＣ基因组的二倍体和四倍体物种，而Ｃ基因组是是药用野生稻复合体中的基本组成成分。以药用野生稻Ｃ基因组ＤＮＡ为探针，对药用野生稻自身和大颖野生稻体细胞染色体进行基因组原位杂交结果见图１ａ～图１ｆ。从Ｃ基因组探针对药用野生稻自身体细胞的杂交图可以看出，药用野生稻２４条染色体都被杂交信号覆盖，信号很强。而在Ｃ基因组探针对大颖野生稻体细胞的杂交信号图中，所有的４８条染色体都可以检测到不同程度的杂交信号。通过比较分析，可见其中有２４条染色体上的杂交信号较多较强，应该属于Ｃ染色体组，另外２４条染色体上的杂交信号较少且较弱，个别染色体只有很少的杂交信号分布，应属于大颖野生稻的Ｄ染色体组。
　　２．２Ｃ基因组Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ对药用野生稻自身和大颖野生稻的ＦＩＳＨ分析
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　　２．３大颖野生稻染色体核型分析
　　进一步分析以Ｃ基因组DNA探针杂交得到的GＩＳＨ分析图像为基础，利用ＳＰＯＴ ３２软件构建大颖野生稻染色体核型分析图如图２ａ及其核型模式图如图２ｂ。采用常规方法，以染色体长度为依据，对大颖野生稻的２４对染色体进行排序和编号，可以看出其中２号、３号、５号、６号、７号、８号、９号、１３号、１７号、１８号、２１号、２４号染色体的大部分区域被杂交信号覆盖，属于Ｃ组染色体，其余１２对染色体上的杂交信号分布较少，信号较弱，主要集中在端粒、着丝粒、近着丝粒区域，属于Ｄ染色体组。大颖野生稻中的Ｃ和Ｄ染色体组在染色体总长度等特征上没有特别的区分，所有染色体的相对长度为（２．８６±０．０５）～（５．７７±０．０３），臂比以大于１．５的较多，即多为亚中间着丝粒（表１）。二者的区别在于与药用野生稻Ｃ染色体组的亲缘关系不同，所以Ｃ基因组DNA探针在两种类型的染色体上的杂交信号强弱和分布区域不同。
　　３讨论
　　大颖野生稻、宽叶野生稻、高秆野生稻同属ＣＣＤＤ基因组，据文献报道它们在形态学上无明显差异，但基因组水平上有不同程度的差异。刘凤麟等［８］利用Ｃ基因组ＤＮＡ为探针的GＩＳＨ分析技术，研究了高秆野生稻、宽叶野生稻的Ｃ和Ｄ染色体组，发现宽叶野生稻的１２对Ｃ染色体组被很好地鉴定出来，而高秆野生稻有９对Ｃ染色体组可以被很好地鉴定出来，另外３对Ｃ组染色体杂交信号很少，说明它们与二倍体Ｃ基因组同源性很低。研究以药用野生稻Ｃ基因组ＤＮＡ和Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ为探针，对大颖野生稻基因组进行GＩＳＨ和FISH分析，研究大颖野生稻基因组与药用野生稻基因组，及大颖野生稻基因组中Ｃ和Ｄ染色体组之间的差异，探讨大颖野生稻基因组起源和进化机制。研究发现，利用药用野生稻Ｃ基因组ＤＮＡ为探针的GＩＳＨ技术，能很明显地将大颖野生稻Ｃ、Ｄ染色体组区分开，各有１２对染色体，说明大颖野生稻Ｃ基因组与Ｄ基因组亲缘关系较远，具有不同的原始起源，或二者发生分化的时期较早；大颖野生稻Ｃ基因组和二倍体Ｃ基因组亲缘关系很近，因而药用野生稻Ｃ基因组探针在大颖野生稻的Ｃ染色体组上有较强的杂交信号。但是，大颖野生稻Ｃ基因组在进化过程中的变异也很明显。根据基于GＩＳＨ图像的大颖野生稻染色体核型分析发现，药用野生稻Ｃ基因组ＤＮＡ探针在大颖野生稻的Ｃ染色体组上并不是整体覆盖，在一些染色体的染色体臂或着丝粒、近着丝粒、端粒区域没有信号分布，说明了这些区域在进化中发生了变化，这些变化可能包括染色体重组，染色体缺失、易位、重排等［１５－１９］。
　　有研究表明染色体的着丝粒、近着丝粒、端粒区域是中高度重复序列（Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ）主要富集区域。由于在这些区域功能基因的密度较小，中高度重复序列在进化过程中具有受到选择压力小、变异速度快的特点［１４，１５］，使得Ｃ0ｔ－１ ＤＮＡ具有很强的种的特异性和依赖基因组型的特异性［６］。因此，用Ｃ0ｔ－１
　　ＤＮＡ作为探针进行荧光原位杂交，能够在细胞学水平上将不同物种的基因组快速、直观地展现辨别出来。用药用野生稻Ｃ基因组Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ为探针，对大颖野生稻进行ＦＩＳＨ分析，同样也发现了大颖野生稻Ｃ染色体组与Ｄ染色体组具有较远的亲缘关系，以及大颖野生稻Ｃ基因组和药用野生稻Ｃ基因组之间的分化。从两种探针在大颖野生稻体细胞染色体上的杂交信号图来看，用Ｃ基因组Ｃ0ｔ－１ＤＮＡ探针比Ｃ基因组ＤＮＡ探针具有较少的杂交信号，但是特异性更强，特别是在一些Ｄ染色体组上，在着丝粒、近着丝粒、端粒区域检测的信号较少，或几乎检测不到杂交信号。
　　作为四倍体物种，大颖野生稻中共存的Ｃ染色体组和Ｄ染色体组的起源是一个复杂的问题。研究认为其中Ｃ染色体组与药用野生稻的Ｃ基因组具有较近的亲缘关系，它们可能存在相似的起源。而其中的Ｄ染色体组与Ｃ染色体组具有较大的差异，大颖野生稻中的这两组染色体并不是其中一种染色体组经过简单的加倍而形成，推测可能是不同来源的染色体组通过种间杂交和加倍，形成现在稳定遗传的四倍体大颖野生稻［２０－２３］。因此，研究分析大颖野生稻Ｃ染色体组和Ｄ染色体组的差异和亲缘关系及其进化机制，为以后能更进一步区分大颖野生稻、宽叶野生稻、高秆野生稻基因组之间的异同，以及探讨异源四倍体进化机制奠定了基础。
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　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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