• 沒有找到結果。

對染色體偏差值異常的高。本實驗的染色體編碼係以 (圖 2)模式核型 的長度大小為根據,該組細胞中染色體的衛星體較不明顯,因此所測得的長度

五、討 論

的第 13 對染色體偏差值異常的高。本實驗的染色體編碼係以 (圖 2)模式核型 的長度大小為根據,該組細胞中染色體的衛星體較不明顯,因此所測得的長度

與編碼順序應較為可靠,然而後續再行比對其他細胞,可能受到衛星體長度(或 染色體斷裂)的影響,導致該條染色體的長度變動較大,這可能就是造成第 13 對染色體長度有一個高標準偏差值的主要原因。

5. 染色體收縮程度的差異

參照 (表 3)姬蝴蝶蘭根尖中期染色體數據統計,染色體平均長度約為 1.77 µm,雖此測量的結果只有兩個重複的樣本數,但是與 Kao 等 (2001) 觀察的結 果相吻合,該研究提出姬蝴蝶蘭具有 38 條小型的染色體,且平均長度小於 2 µm;

此外最大與最小的染色體長度相差約 2 倍,也吻合 Shindo 與 Kamemoto (1963) 分析的結果,該研究中也發現姬蝴蝶蘭最大的一對染色體為最小的 2 倍。比對 中期與粗絲期染色體收縮程度的差異,玉米、番茄、阿拉伯芥與水稻在粗絲期 與中期染色體的平均長度上分別差了 10、15、20 與 40 倍 (de Jong et al., 1999),

而姬蝴蝶蘭比較的結果,平均長度大小相差 12 倍,可提升染色體圖譜的定位解 析力。

(三) 姬蝴蝶蘭螢光原位雜交與基因定位 1. 重複性序列的定位

李 (2007) 曾探討核醣體 RNA 基因在七種蝴蝶蘭屬植物中期染色體上的 分佈位置,發現到有一對染色體末端出現強度相同的 45S rDNA 訊號,而 5S rDNA 則在另外兩條染色體末端發現訊號。參照 (圖 6 A)與 (圖 7 A、B)的結果,

顯示姬蝴蝶蘭每個細胞中只有一對染色體具有 45S rDNA 的基因座,且位於染 色體的末端,從染色體型態來看,應當最接近第 13 對染色體。從螢光原位雜交 的結果,挑選九個內含 45S rDNA 訊號單離染色體的細胞,對該條染色體作統 計分析 (表 4),發現不論相對長度、染色質或長短臂的平均值都與第 13 或 14

對染色體最為接近,但平均臂比(3.0)與第 13 (4.03)、14 (2.50)條染色體差異均較 大,極可能為中心節判斷錯誤所造成。觀察九個細胞中該染色體型態,異染色 質幾乎都非常靠近短臂末端,因此仍傾向為編號第 13 對的染色體。45S rDNA 為保守序列,不過在不同物種間分佈的位置不盡相同,在姬蝴蝶蘭中出現在第 13 對染色體上,在玉米為第 6 對染色體 (Chen et al., 2000),在番茄則是位於第 2 對染色體 (Chang et al., 2008),而大豆則同樣在第 13 對染色體末端發現到次 級收縮區 (Singh and Hymowitz, 1988)。45S rDNA 在染色體上的分佈位置與數 量演化程度相當高,在姬蝴蝶只有一個基因座,但在蝴蝶蘭屬的 P. amboinensis 與 P. venosa 中期染色體上則分別出現七對與五對基因座 (李,2002)。

此外由 (圖 8)的實驗結果顯示,5S rDNA 都分佈在單一條染色體的端點,

與李 (2007) 年所作的結果相符合。就染色體型態與異染色質的位置而論,最 接近其中第 17 對染色體,由於螢光原位雜交反應後染色體型態與解析度受到影 響,導致兩種染色質的對比不甚明顯,因此在染色體編號的歸類上仍有待探討,

但就染色體整體的型態與初步的數據來看顯示其為第 17 對染色體的機會仍舊 相當高。

阿拉伯芥型的端粒序列 (TTTAGGG)n 普遍存在植物染色體的端點,參照 (圖 7)螢光原位雜交的結果,姬蝴蝶蘭大多數的染色體上皆出現端粒序列的訊號,

顯示螢光原位技術的過程沒有問題,但有些染色體的末端沒有發現到訊號,探 究最可能的原因係染色體末段有發生斷裂的情形,觀察 (圖 7)某些染色體殘餘 片段上有發現紅色的訊號,即證明確實來自某些染色體包含末端的片段。

2.內含功能性基因獨特序列的定位

本研究所使用的功能性基因 SOC1 定位在姬蝴蝶蘭染色體上,證實其為單一 拷貝的基因序列,然而 SOC1 於某些細胞染色體上的訊號型式為兩個點,有些 為三個點,乃由於染色體不同的環狀結構 (loop)所致,因此訊號的型式會有多 種不同的變化。實際測量 (圖 10 )染色體長度為 25.25 µm,比對 (表 2)第 1 對

染色體的平均長度 (32.07 µm),兩者顯然有些落差,但第 1 對染色體平均五個 供試細胞中,長度最少者也只有 25.47 µm (附表 7),雖然就異染色質的大小、

異染色質比率、真染色質與異染色質比例等來看,與第 7 對染色體也相當類似,

但觀察 (圖 10 B)內含 SOC1 的染色體,發現短臂上具有一段相對較大的真染色 質區域而明顯與第 7 對染色體有所區分,故在 SOC1 基因位置的判斷上仍為第 1 對染色體的可能性最高。

(四) 姬蝴蝶蘭粗絲體染色體的辨識與高解析核型

粗絲期染色體提高了核型分析上的解析度,整合染色體型態、核型的統計 數據與螢光原位雜交的結果,能夠描述每條染色體的特性。但有些染色體彼此 間型態與特徵仍相當接近,要清楚的加以鑑別還是有其困難。第 1 對染色體長 度最大,中央的異染色質相當明顯,且短臂的真染色質區有一個 SOC1 基因分 子標誌,於前三對染色體之間相對容易識別;第 2 與 3 對染色體長度接近,但 第 3 對的異染色質較大,第 3、5 兩對染色體型態相近,但第 3 對的平均長度明 顯較大,而第 4 對染色體中央同樣具有較多的異染色質,但染色體總長明顯小 於第 1 對,於本實驗中暫無建構分子標誌;第 6 -10 對染色體平均長度相當接 近,這五對的最大與最小平均長度僅相差 2.94 µm。其中第 6 與第 10 對染色體 的長臂真染色質上各有一個 CMT 與 EFS 的基因,可運用分子標誌鑑別之;第 9 對染色體平均長度明顯小於第 7、8 對,以異染色質分佈位置及有無 EFS 基因 座可識別第 9 對與第 10 對染色體,而 7、8 兩對染色體型態、異染色質大小與 中心節位置都非常相近,唯第 8 對異染色質含量略高一些,需藉由分子標誌的 建立方容易加以區別。其中值得注意的是,綜觀 (表 2)呈現的統計值,可以發 現第 8 對染色體於平均長度、真染色質、長臂與臂比上皆具有極高的標準偏差,

主要的原因係由於染色體編號的不對應程度最高,在不同的細胞間呈現高度的 歧異性 (附表 6)。第 11、12 兩對染色體長度接近,但異染色質的分佈明顯不同,

一個主要集中在長臂,另一個則分佈在短臂處較多,而第 10 對與第 12 對染色

體型態相似,異染色質多集中在短臂上,然第 10 對染色體有 EFS 基因座而第 12 對上沒有。第 13 -17 對染色體平均長度也相當接近,這五對的最大與最小平 均長度更僅相差 1.69 µm。姬蝴蝶蘭大部分的染色體異染色質多分佈在中央或 靠近中央,惟第 13、17 兩對染色體的異染色質分佈非常靠近短臂末端,藉由判 斷異染色質分佈位置,便能夠從細胞中約略鑑別出這兩對型態特別的染色體。

至於分辨第 13、17 兩對染色體,除了平均長度些微的差距外,第 13 對染色體 短臂末端有一明顯的 45S rDNA 基因座,異染色質長度較小,第 17 對染色體短 臂末端則有一 5S rDNA 基因座,異染色質較大。14 -16 這三對染色體中,第 14 對異染色質大小明顯小於另外兩對,而臂比則是這三對中最大。而 15、16 兩對 染色體除了異染色質相對位置略有差異外,不論是相對長度、染色質大小,甚 至是長短臂與臂比等數據皆很相近,且 16 與 12 兩對染色體的型態與臂比也很 類似,仍需要藉由分子標誌才能準確鑑別。最後再分析 18、19 兩對染色體,其 中第 18 與第 6 對染色體一樣,短臂都僅含有極少的異染色質。第 19 對染色體 長度最小,於細胞中相當容易辨認,異染色質比較均勻分佈在中心節兩側而能 與第 17、18 兩對染色體有所區別。

一般染色體的編碼順序,係依據連鎖圖譜中的連鎖群或依染色體的長度大 小予以排列。在一般連鎖分析且不涉及細胞學鑑定的遺傳研究中,較少出現染 色體編號上的混亂;但若涉及到細胞遺傳研究,就有可能會因為依據染色體長 度進行的染色體編號與先前已建立的連鎖群或當前國際統一的編碼不對應,造 成染色體編碼上的混亂。如水稻目前的染色體編號順序與客觀的長度遞減順序 尚存在著差異,尤其在第 2、3、9、10、11 與 12 對染色體更加明顯 (程等,1999)。

目前姬蝴蝶蘭尚未有完整的染色體編碼等相關文獻發表,蝴蝶蘭屬植物亦無遺 傳圖譜,因此沒有細胞學的鑑定與連鎖群之間,染色體編號上混亂的問題產生。

若姬蝴蝶蘭以細胞遺傳學為主的粗絲期核型與染色體圖譜先行建立,能以此為 基礎,供後續蝴蝶蘭分子細胞與遺傳研究的持續推演,與其他蘭花作比較分析。

(五) 核型統計數據的細微探討

核型分析待測的五個細胞,第四組與第五組核型分別缺少第 13 對及第 2 對染色體 (附表 4-5),這兩條染色體於所有測定值中皆只有四重複。綜觀染色 體比對的結果,發現第 9 對染色體在五個細胞中的比對順序完全吻合,顯示該 染色體在不同的細胞中歧異性最低,相對來說有較好的穩定度;另外第 10、14、

19 對染色體也有 80%的高比對率,第 8 對染色體差異性最大,而其他染色體的 差異度則維持在一定的範圍內 (附表 6)。但觀察第二組核型的原始數據 (附表 2),該組核型中長度編號暫定為第 17 的染色體在長短臂及臂比為缺值,缺值代 表該條染色體末端有發生斷裂,將染色體接合後仍可測得長度與染色質大小,

但中心節難以鑑別,無法準確測量長短臂,經比對後發現缺值所屬的染色體實 為第 13 對染色體,因此實際上 (表 2)中第 13 對染色體的臂比僅為三個數據的 平均值。同樣觀察第五組核型原始數據 (附表 5),該組核型編號暫定為第 18 的染色體也因染色體末端的斷裂情況,導致中心節無法明確加以判別,經比對 後實為第 17 對染色體,故第 17 對染色體的臂比僅為四個數據的平均值。

異染色質的大小和型態為本實驗染色體比對與辨識上重要的關鍵,就異染 色質長度來看,除了第五組核型整體的數值較高(乃因該組的染色體平均總長度

異染色質的大小和型態為本實驗染色體比對與辨識上重要的關鍵,就異染 色質長度來看,除了第五組核型整體的數值較高(乃因該組的染色體平均總長度