1.前言

　　遺傳學是生命科學領域的基礎學科之一，是生命科學領域各專業(yè)學生所必修的一門重要的專業(yè)基礎課。遺傳學已從孟德爾、摩爾根時代的細胞學水平深入發(fā)展到現代的分子水平�，F代的遺傳學已有三十多個分支，而細胞遺傳學作為生物科學中最活躍和最有生命力的學科之一，是農業(yè)院校研究生專業(yè)基礎課的重要組成部分。其實驗內容設置水平和建設規(guī)模是農業(yè)院校校研究生能力培養(yǎng)的重要標志和條件支撐，是農業(yè)院研究生教學和學科建設重要的、不可替代的部分。

　　我校細胞遺傳學實驗室承擔著全校農科類各專業(yè)農學、植保、園藝、生命科學與技術、葡萄酒、動物科學等6個學院的細胞遺傳學實驗教學任務。近年來，隨著研究生招生規(guī)模的不斷擴大，對細胞遺傳學實驗室儀器設備、實驗室條件以及實驗技術人員的要求也越來越高。特別是分子細胞遺傳學日新月異的發(fā)展，傳統的細胞遺傳學實驗教學體系已遠不能滿足研究生科學研究的要求，必須與現代分子遺傳學實驗技術和最新的科研成果相結合，建立適合農業(yè)院校的細胞遺傳學實驗教學模式，才能真正地提高研究生的實驗技能，為科學研究打好基礎。本實驗室在長期的實驗教學過程中，發(fā)現研究生細胞遺傳學實驗教學中存在的問題，并結合農業(yè)學院的專業(yè)特點以及細胞遺傳學實驗最基本的目標和功能，通過實驗教學改革，建立了結合本專業(yè)實際的細胞遺傳學實驗教學體系，完善了與之相應的研究生細胞遺傳學實驗室配置和實驗材料的建設。

　　2.建立結合專業(yè)實際的細胞遺傳學實驗教學體系

　　2.1保持細胞遺傳學最基本的實驗教學內容

　　由于研究生生源專業(yè)背景的差異性，尤其是跨專業(yè)考取的研究生與本專業(yè)考取的研究生相比較，實驗技能相差很多。為了幫助專業(yè)基礎薄弱的研究生盡快掌握遺傳學的基本技能，使他們少走彎路，實驗室保持了原有的一部分基礎實驗項目，即植物染色體制片技術、植物染色體結構變異觀察、非整倍體觀察和鑒定、減數分裂中期I染色體構型觀察等實驗。特別是染色體制片技術實驗，有絲分裂和減數分裂制片都采用黑麥為實驗材料，既掌握了植物染色體制片技術同時比較了有絲分裂和減數分裂染色體形態(tài)的差異，又使植物染色體組型分析、植物中的超數染色體觀察實驗穿插其中，使一個實驗項目包含了四項實驗內容。植物染色體結構變異觀察采用目前生產上廣泛使用的1B/1R小麥易位系品種為實驗材料，利用隨體染色體數目的變化來鑒定易位系，既了解了小麥染色體組的組成，又對隨體染色體的形態(tài)進行了觀察。減數分裂中期I染色體構型觀察利用各種非整倍體為實驗材料，如小麥單體系列、缺體系列、缺四體系列、重雙端體系列以及各種遠緣雜交后代材料，既觀察了各種染色體形態(tài)，又用它們作親本與VE161小麥的雜交后代為材料，觀察和鑒定了減數分裂中期I各種多價體染色體構型。

　　2.2優(yōu)化細胞遺傳學實驗的核心技術

　　植物染色體分帶技術和植物染色體原位雜交技術既是細胞遺傳學實驗的核心技術同時由于實驗過程長，程序復雜，實驗條件要求嚴格，也是比較難做的實驗。為了提高實驗質量，使研究生都能掌握這兩個實驗技術本實驗室對其實驗步驟進行了優(yōu)化。植物染色體分帶技術采用BSG流程，在45%冰乙酸、5%氫氧化鋇和2XSSC溶液中處理溫度都采用45°Q既簡化了實驗流程，又收到了很好的實驗效果。植物染色體原位雜交技術采用黑麥代換系、易位系為實驗材料，基因組DNA作為探針，利用地高辛標記檢測系統，建立了本實驗室的原位雜交實驗體系。

　　2.3外源染色體檢測的分子標記實驗技術的應用

　　近年來，隨著分子遺傳學的發(fā)展，分子標記可直接在DNA分子水平上更加準確、可靠地檢測染色體組成，已被廣泛用來檢測作物外源染色體及染色體片段。隨著研究工作的發(fā)展，會有越來越多的RFLP、RAPD、SCAR、SSR標記被開發(fā)出來，已在外源染色體鑒定和分子標記輔助育種方面發(fā)揮巨大作用。所以，本實驗室在細胞遺傳學實驗中開設了外源染色體檢測的分子標記實驗技術，包括小麥近緣植物基因組特異性PCR標記創(chuàng)建、利用SSR標記鑒定外源染色體、利用DNA分子雜交鑒定外源染色體等實驗項目，把最新的實驗技術和科研成果應用到細胞遺傳學實驗內容體系中，為研究生的科研工作打下了良好的基礎。

　　2.4利用蛋白質電泳檢測外源染色體的實驗技術

　　同工酶在同一部分同源群內的不同染色體之間具有相似性和多態(tài)性，他們所攜帶的多種同工酶基因在染色體上的排列具有一定的次序。在小麥中，利用非整倍體系列（尤其是利用端體和缺體一四體補償體)和附加系、代換系已經將許多同工酶基因定位于相應的染色體和染色體臂上，并繪制出同工酶基因的染色體圖。因此，可以利用同工酶分析檢測導入受體中的外源染色體和染色體片段，利用多個生化標記，可進一步確定易位片段的大小和位置。利用種子貯藏蛋白進行外源染色體鑒定是生化標記鑒定的一種有效方法。谷類作物胚乳貯藏蛋白及其亞基在染色體上的分布具有與同工酶相類似的特征，因此也可以用蛋白質譜帶特征作標記來鑒定附加系。為此，本實驗室設立了同工酶技術在鑒定小麥外源染色體中的應用、利用酸性聚丙烯酰胺凝膠電泳技術鑒定外源醇溶蛋白基因、利用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳技術鑒定外源HWG基因三個實驗項目，從而，建立了完善的細胞學（包括染色體計數、核型分析和染色體分帶等）、生化標記(同工酶和蛋白質）、原位雜交和分子標記鑒定外源染色體的細胞遺傳學實驗體系。

　　3.新的細胞遺傳學實驗教學體系下的實驗室配置

　　3.1染色體制片儀器設備配置

　　顯微鏡被廣泛應用于各科學研究領域對微觀世界的探索具有極其重要的作用。特別是細胞遺傳學實驗，大部分實驗項目都需要顯微鏡來觀察，所以各類顯微鏡對細胞遺傳學實驗室都是必需的。除了每人一臺普通生物顯微鏡以外，還需要幾種研究用顯微鏡，常用的研究用顯微鏡主要有：相襯(差）顯微鏡、倒置顯微鏡、熒光顯微鏡等。

　　3.1.1相襯（差）顯微鏡

　　相襯顯微鏡（phasecontrastmicroscope)是依靠裝在物鏡內的相位板，使照射物體點的直射光與衍射光發(fā)生干涉，將相位差轉換成振幅差（明暗差別)，從而使人們在顯微鏡下可以觀察無色透明的標本。相襯顯微鏡在細胞遺傳學實驗室主要用于無染色的染色體標本制作。

　　3.1.2倒置顯微鏡

　　倒置顯微鏡（invertedmicroscope)是為了適應植物組織培養(yǎng)、細胞離體培養(yǎng)等顯微觀察和研究需要而設計的顯微鏡。由于被檢物體均放置在培養(yǎng)皿(或培養(yǎng)瓶）中，就要求倒置顯微鏡的物鏡和聚光鏡的工作距離較長，以便可以透過較厚的玻璃壁，對培養(yǎng)皿內的被檢物體進行顯微觀察和研究。因此，與一般明場顯微鏡相比，倒置顯微鏡的物鏡、聚光鏡和光源均是顛倒的。

　　3.1.3焚光顯微鏡

　　勞光顯微鏡（fluoiescencemicmscope)是利用短波光照射標本，對標本的固有熒光、熒光染色后的二次熒光或免疫熒光進行觀察的研究用顯微鏡。熒光顯微鏡除具有普通明場顯微鏡的光學部件外(其中物鏡應為專用的熒光物鏡)，還應配置有熒光裝置。熒光裝置的主要部件包括：高壓汞燈、激發(fā)濾光片、分光鏡、吸收激發(fā)光濾光片等。熒光顯微鏡的激發(fā)范圍主要有：紫外激發(fā)、紫色激發(fā)、藍光激發(fā)和綠光激發(fā)。通過特異的熒光或免疫熒光標記，使特定的染色體或者蛋白質等分子帶上特異的熒光素，結合熒光顯微鏡觀察，可以對細胞內特定的分子進行研究，分析它們的分布、動態(tài)變化及相互關系。這種觀察是其他研究用顯微鏡很難實現的，也是分子細胞遺傳學研究的重要內容。

　　3.2外源染色體的分子標記及蛋白質標記儀器設備配置

　　3.2.1植物總DNA提取設備配置

　　植物總DNA提取的必備的設備有：研缽、液氮罐、電熱恒溫水浴鍋、小容量離心機、大容量離心機、冰箱、制冰機、紫外透射儀、紫外可見分光光度計等。研缽用于研磨植物體的組織以提取植物的DNA或RNA,必須有30套以上。液氮罐用于裝運提取DNA磨樣時所需的液氮。磨樣加提取液后需在65°07水浴溫育30分鐘左右，同時在配藥品時也有不同溫度的水浴要求，所以2個室溫至100°C水浴鍋是必不可少的。當提取少量的DNA時，小容量的離心機是必備的。為提取大量的DNA需一臺大容量離心機，一般最大轉速均應大于12000mp冰箱和制冰機在這里主要用于DNA提取的冰浴、預冷一些沉淀DNA的溶液及存放DNA必需能滿足4C和-20C兩個溫度要求。另外，由于植物總DNA提取多采用幼苗，所以還需要1臺生化培養(yǎng)箱或人工氣候箱。

　　3.2.2PCR反應系統設備配置

　　一個實驗室要能進行PCR反應實驗，一般要具備以下實驗設備：超凈操作臺、旋渦振蕩器、小容量離心機和PCR儀。超凈操作臺還是分子實驗室必備的儀器，有不少實驗是必須在超凈操作臺上進行的。在配置PCR混合液及其他溶液時，需用旋渦振蕩器進行振蕩以便溶液中的各成份充分混勻。PCR儀乃是整個實驗室的核心儀器，其種類繁多，性能也有差異，教學實驗室應根據自己承擔的教學任務選購3臺以上。

　　3.2.3凝膠電泳及顯色系統設備配置

　　實驗室應具備瓊脂糖和聚丙烯酰胺兩種凝膠電泳的能力。凝膠電泳系統的主要功能是檢測提取的總DNA質量及PCR擴增產物以及蛋白質。整個過程的完成需電泳儀、電泳槽、微波爐、脫色搖床、染膠盆、膠片觀察燈、紫外凝膠成像儀和一些常規(guī)的小件工具。要檢測PCR的擴增產物，需對其進行凝膠電泳及顯色反應。因而，電泳儀一般要配備多臺，要能滿足不同的電泳電壓。電泳槽則是電泳儀的配套設備，要根據電泳儀性能和教學實驗室承擔的教學任務各選購10套以上。微波爐主要用來熔化瓊脂糖制膠或培養(yǎng)基配制。脫色搖床和染膠盆是硝酸銀染色過程中必備的。膠片觀察燈箱有助于觀察顯色后的膠片以便能更清楚地記錄帶型，主要觀察銀染的聚丙烯酰胺膠。瓊脂糖膠一般采用溴化乙錠染色，需通過紫外燈觀察，所以需要一套凝膠成像系統。要進行Souhem雜交，還得配備雜交箱、恒溫培養(yǎng)箱、恒溫搖床、凝膠干燥儀等。為了避免同位素污染，應選用生物素標記檢測系統、地高辛標記檢測系統等。

　　3.2.4凝膠成像及數據處理系統設備配置

　　這一系統主要包括凝膠成像系統（包括暗箱、紫外換燈箱、燈外燈、數碼相機及配套的分析軟件等）、掃描儀及各類生物應用軟件。圖像記錄著實驗的過程，這也是實驗的證據，獲得圖像這項任務可由凝膠成像系統、掃描儀及配套的軟件來完成。實驗數據可直接從膠片上讀取，也可從已掃描的圖像上獲得，然后保存在計算機內。常用的分析軟件有凝膠成像系統的配套軟件、生物統計軟件、構建遺傳圖譜及QTL定位軟件、引物設計軟件等。生物統計軟件目前國際上最為流行的是SAS遺傳圖譜的構建及QTL分析用得較多的是Mapmaker/Exp30和MapmakeriQTLU設計引物的軟件主要有DNAmanOPS.Primer等。

　　3.2.5其他的常規(guī)設備

　　大部分實驗用水都要求是超純水，所以需要一臺高質量的純水器。其次是無菌環(huán)境。離心管、Tip頭、一些配溶液的器皿以及不少溶液都必需滅菌消毒，因而高壓滅菌爐和烘干箱也是分子實驗室必不可少的。再者，高精度的電子天平和pH計是配藥時必備的儀器，而磁力加熱攪拌器則是配藥的一個好幫手。教學實驗室應有以下幾種取樣范圍的移液器：1000-5000^l100-100020-200Ml10-100Ml2-20Ml0.5-10Ml0.1-2.5M實驗室的許多藥品都需在低溫下保存，需要有良好的冷藏系統，要配備4°C、-20°0的冰箱兩臺，最好能配有-80°0的超低溫冰箱。要有足夠的易耗品，如一次性手套，各種Tip頭和Tip頭盒，離心管及離心管架（這些離心管必須與實驗室的離心機和PCR儀相匹配，離心管架要與離心管配套)，玻璃板、梳子、膠條和夾子。

　　4.新的細胞遺傳學實驗教學體系下的實驗材料建設

　　細胞遺傳學實驗還有一個特殊之處，就是必須有一系列的實驗材料作為支撐。本實驗室在對實驗教學內容改革的同時，擴大了實驗材料標本的建設，在保持原有小麥中國春單體系列、缺體系列、缺四體系列、重雙端體系列以及各種遠緣雜交后代材料的基礎上，充分與本領域科研相結合，收集了一大批小麥近緣植物如簇毛麥、濱麥、華山新麥草、大麥、黑麥等的附加系、代換系和易位系材料，為實驗的順利進行提供了保障。

來源：網絡整理 免責聲明：本文僅限學習分享，如產生版權問題，請聯系我們及時刪除。

《農業(yè)院校細胞遺傳學實驗教學體系改革論文》由互聯網用戶整理提供,轉載分享請保留原作者信息,謝謝!
鏈接地址：http://www.taixiivf.com/gongwen/132987.html

• 上一篇：關于青蝦養(yǎng)殖關鍵技術論文
• 下一篇：高校教學管理改革和創(chuàng)新論文