对美国板栗恢复和抗枯萎病的潜在影响。
毕竟，美国板栗和中国板栗的染色体并不那么相似，至少在基因组的一个关键区域——核仁组织区（NOR）上是这样。
今天（1月15日）发表在《科学报告》上的一篇文章中的这一发现对任何希望通过与中国板栗杂交赋予美国板栗抗枯萎病性的人都具有重大意义。
“这是植物细胞学领域前所未有的发现，”林务局遗传学家、该研究的主要作者Nurul Faridi说。
了解回交育种
传统的回交育种涉及两个物种之间的杂交，旨在结合两个物种的理想性状组合，而无需基因工程。只有当两个物种的染色体相容时，回交育种才能成功。由于中美板栗杂交种是可行的，人们认为这两个物种具有高度的兼容性。但这项新研究揭示了两个物种的NOR存在显着差异。
NOR的作用
NOR是每个植物和动物细胞的一部分。它携带制造核糖体的遗传指令 – 使蛋白质对生命至关重要的分子机器。
NOR 位于特定染色体短臂末端附近。它存在于两个物种中，但在中国板栗中，它富含一种称为异染色质的 DNA，约占染色体的 25%。这种DNA的结构和组成让研究人员感到惊讶——它是高度浓缩的，缺乏基因含量，并且转录无活性。相比之下，美国板栗卫星非常小，似乎是常染色体。DNA 的常染色区具有转录活性。
揭开发现
Faridi首先注意到一小对中国栗子染色体，它们通过专门的显微镜、紫外线滤光片和与DNA结合的染料表现出非常明亮的荧光。
Faridi使用一种称为荧光原位杂交（FISH）的技术来进一步分析这一发现。
“我们高质量的FISH图像为这种独特的DNA排列提供了明确的证据，”Faridi说。“这些图像不仅仅是图片;它们证明了遗传物质的动态性质。
Faridi自1991年以来一直与FISH合作，在准备植物染色体进行分析方面拥有丰富的经验。从酶消化的根尖中分离出的染色体，这些根尖大多不含细胞壁、核膜和细胞质碎片，最适合 FISH。
大多数 FISH 图像都是从动物细胞中获得的，因为植物细胞，尤其是树木，使用起来更具挑战性。法里迪发现，栗子比松树和杨树更难处理。
前方的道路
研究人员将使用一种称为寡核苷酸FISH的技术进行进一步研究。Oligo-FISH使用从DNA测序中获得的短特异性DNA探针。由于美国板栗和中国板栗的整个基因组已经测序，oligo-FISH将使研究人员能够进行详细的遗传研究，以辨别细微的基因组差异。该技术对于研究杂交种特别有用，因为它可以指示基因来自哪个亲本。
抗枯萎病的进展
具有美国板栗高度和中国板栗抗枯萎病能力的美国板栗杂交种的开发进展显著。然而，正如林务局先前的研究表明的那样，最先进的杂交种目前没有足够的抗枯萎病性来恢复。
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