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《遺傳雜志》2015年第十二期

摘要:

燈刷染色體是存在于除哺乳動物以外幾乎所有動物雌配子減數分裂第一次分裂雙線期的一種暫時性巨大轉錄體，因狀如燈刷而得名，但在細胞遺傳學三大經典染色體研究中關注度最低。它是研究減數分裂時期染色體的結構、組織形式、轉錄和轉錄過程的好材料。本文一方面對以上研究及形成機制作一簡要綜述，另一方面探討燈刷染色體可能的作用，也即從已有文獻表明卵細胞核的燈刷染色體或多倍化為相關生物胚胎發育提供足夠的轉錄產物。最后探討將其作為一個案例用于遺傳學教學的可能性，以激發學生學習遺傳學的興趣。

關鍵詞:

遺傳學；細胞遺傳學；燈刷染色體；研究進展；遺傳學教學

遺傳學是生命科學領域中一門兼具理論性和實驗性的基礎性學科之一，從遺傳學發展史上可以清楚地看到一系列經典的研究案例對遺傳學的發展起到巨大的推動作用[1]，賦予遺傳學新的內容，使遺傳學理論不斷地完善和提高，從而在更高水平指導遺傳學的發展。例如果蠅和豌豆因其豐富的表型在性狀遺傳研究上成為經典研究案例，奠定了遺傳學的初創和發展；唾腺染色體和燈刷染色體因其形體的巨大性和特異的細胞結構，促進了細胞遺傳學的發展；以噬菌體為材料促進了生化和分子遺傳學的發展；以大腸桿菌為材料的研究揭示了原核表達調控的機制；以擬南芥和水稻為材料解析了植物基因組的特點并促進了植物功能基因組學的研究[2,3]。這些案例還有很多，限于篇幅不一一枚舉。不過，關于遺傳學發展史上經典案例的研究和關注并不平衡。例如在細胞遺傳學三大經典染色體的研究中，關于唾腺染色體和巴氏小體的研究很多，而燈刷染色體(Lampbrushchromosomes,LBCs)的關注度較低。盡管LBCs因擁有數以萬計的正在轉錄的單位而具有了結構的巨大性，但在過去的130多年中公開發表的文獻僅有350多篇（www.projects.exeter.ac.uk/lampbrush）。究其原因可能有四點：一是分離LBCs技術難度較大；二是所使用的儀器是顯微鏡，而不是時髦的微量移液器，導致學生的興趣不足；三是可用分離該染色體的典型材料不易取得，多數動物材料都是各國重點保護的動物；四是可能由于偏重理論研究，無法取得足夠的經費支持[4]。盡管如此，LBCs的研究仍然取得了令人興奮的成績，本文擬沿著LBCs研究的蹤跡，比較系統地綜述相關生物卵細胞減數分裂第一次分裂雙線期染色體的結構、組織形式以及轉錄等相關知識。最后探討將這一被忽視的“明星染色體”案例介紹給學生，以期引導學生對LBCs研究的重視，激發他們學習和研究遺傳學的熱情。

1燈刷染色體的研究進展

1882年，Flemming首先在蠑螈（Notophthalmusviridescens）的卵母細胞中發現了這種結構[5]，十年之后，Rückert(1892)在狗鯊（Chiloscylliumpunctatum）卵母細胞中再次發現了Flemming所描述的結構，因為其形如19世紀的燈刷或20世紀的試管刷而命名為燈刷染色體[6]。典型的LBCs實質上是存在于除哺乳動物以外幾乎所有動物（在兩棲類、鳥類和昆蟲類都有很好的研究）雌配子減數分裂第一次分裂雙線期的一種暫時性巨大轉錄體,大小可以達到5~6mm。細胞核中每個LBCs是二價體（一對同源染色體），核中有幾個二價體就有幾個LBCs，每個二價體包含四條染色單體，同源染色體通過交叉（Chiasmata）相連。它們具有獨特的染色粒—側環（Chromomere–lateralloop）結構：染色粒串聯形成單體的主軸，是遺傳惰性區；顯著的側環結構則為轉錄活性區，包括了成千上萬的活性轉錄單元[7]。隨著轉錄的進展，RNA鏈不斷延長，外形呈“圣誕樹”樣結構。除了在以上動物的卵細胞中發現LBCs外，在果蠅精子細胞Y染色體和植物中也有發現，比如在單細胞藻類（Acetabularia）中發現有典型的LBCs結構[8]，其它所報道的植物LBCs不具有典型結構，只是一條較長的染色體，周圍有絨毛狀的結構。由于LBCs在普通光學顯微鏡下可以看到，因而它是研究基因組結構和功能的極為理想的實驗材料[9]。

1.1燈刷染色體的基本結構和細胞圖在普通光學顯微鏡下，在外觀上看每一個典型的LBCs兩個同源染色體依靠幾個交叉相連，它們分別由無數致密的染色質顆粒或染色粒串成線狀，這些顆粒之間有染色質絲相連，在每一顆粒或染色粒處產生1到數個成對的側環，這就構成了所謂LBCs上的“刷毛”[10]。這些環之所以成對出現是由于姐妹染色單體之間沒有任何聯系造成的。利用掃描電鏡或電鏡技術結合免疫技術對來自不同物種的LBCs進行觀察，發現側環是以纖細的染色質為軸，上面覆蓋了無數的核糖核蛋白（Ribonucleoprotein，RNP）顆粒。由于RNP顆粒相互聚集和沿側環軸向的卷曲會將正常狀態的側環一步一步裝配形成小顆粒、顆粒球和緊密塊狀物等更高級的側環結構[11]，因而形成了光學顯微鏡下可見的巨大染色體。染色粒和連接它們的染色質絲構成了LBCs的軸，軸上最顯著的特點就是染色粒–側環結構，某些有明顯特征的側環往往成為鑒定染色體特異性的界標（Landmark），比如在兩棲類中，幾乎大部分燈刷染色體都有巨大的側環，只是位置不同，所以可以區分不同的染色體；另一類是有特異結構的側環，分為高密度側環和塊狀側環，也存在于很多染色體不同位置中。軸上除了染色粒和側環外，還有著絲粒、端粒、球體等結構。這些結構常常出現在特定染色體的固定部位，成為鑒別各條染色體的界標[11]。染色粒(Chromomere)是LBCs軸的主要成分。在配對的同源染色體中，染色體軸上染色粒的數目和分布大體相同，但形狀不很規則。在最初形成的LBCs上，單體燈刷染色體染色粒的數目可以達到5000個以上，在光鏡下染色粒大小從不可見到可見的1µm。據估算，一個有尾目的兩棲動物LBCs的染色粒所包含的堿基數目約5~10Mb，而側環中僅有50~150kb的DNA[10]。染色粒的數目和大小與物種和減數分裂的推進有關，也隨側環轉錄活性而變化。隨著減數分裂的推進，染色粒逐漸變大，數目減少。在早期的LBCs中側環轉錄活性高，這時染色粒小，數目多；隨著雙線期的推進，側環因轉錄活性下降而回縮，染色粒彼此融合最終成一條正常的分裂期染色體[12]。側環(Lateralloop)是DNA活躍轉錄的區域，僅占整個LBCsDNA總量的0.2%~0.4%，其與染色粒的邊界序列有無特異性現在尚不清楚[10]。在兩棲類中，它們的長度與C值呈正相關，平均長度為10~15µm，長的可達200~300µm，這些長的側環具有染色體的特異性。多數側環上只有一個轉錄單位，轉錄方向可以相同或相反，利用轉錄抑制子的研究發現，這些轉錄多數由RNApolII啟動。側環的產生并不同步，某些側環能貫穿LBCs整個發育期；有些僅在個別時期產生，失去轉錄活性后回縮到染色粒中。激素處理也能影響側環的伸展和回縮，這點與果蠅的唾腺染色體的蓬突結構類似，其發生機制和意義有待進一步的研究。由于轉錄產物的種類、數量和堆積狀態不同，在某些染色體軸的特定部位可以形成不同類型的側環，這成為區分不同LBCs的重要界標[13]。LBCs的著絲粒（Centromere）有二種形態：一種是在某些兩棲類中稱為著絲粒顆粒，在鳥類中則為蛋白體（Proteinbody）,其大小形態與前后染色粒不易區分，另一種主要在兩棲類發現，著絲粒和其兩側相鄰的染色粒彼此融合而成染色粒棒（Chromomerebar）。先前的報道表明著絲粒顆粒和染色粒棒上均無側環，最近的報道稱某些鳥類的蛋白體有短的側環產生[14]。關于端粒（Telomere）的觀察主要來自鳥類，在姐妹染色單體的末端分別形成端粒環（由染色單體的末端插入鄰近的染色粒所致），通常情況下，端粒環是開放的，也存在一個插入一個開放的形式，其大小和長度具種的特性。兩側無側環，雞的端粒環含有2個轉錄單元[15]，關于LBCs著絲粒和端粒可以轉錄在歐洲水蛙中也得到證實，一些串聯重復序列可以在該類結構中大量轉錄[7]。球體（Sphereorganelles）是LBCs上另一個重要標志，有染色體的特異性，相當于一般染色體的次級縊痕。其直徑一般2~10µm，一般包含2~4個[10]。以上這些結構由于在序列組成、位置、結合蛋白以及形成的高級結構上具有染色體或種的差異，結合LBCs的長度差異，現在已經繪出了多種兩棲類和鳥類的LBCs細胞圖[7]；利用細菌人工染色體–熒光原位雜交（BAC–FISH）技術繪制了雞LBCs著絲粒區的精細物理圖譜[16]，以上這些工作為利用LBCs進行基因組/雜種鑒定、精細遺傳/物理圖譜繪制、基因定位、轉錄和轉錄機制等研究工作奠定了基礎。

1.2燈刷染色體的轉錄與轉錄進程研究表明轉錄主要發生在LBCs的側環上，大量的新生轉錄產物和相關蛋白結合，形成了光鏡下可見的RNP基質。每個側環由1~數個轉錄單位組成，所以LBCs上單個轉錄單位是可視的，這使得他們成為在結構和分子水平上研究轉錄及其調控機制的優異材料[17]。側環的類型因RNP基質的大小和類型可以大致分為正常的大環型、顆粒型、球型和塊狀（Lumpy），它們都是以30nmRNP顆粒為基礎逐漸裝配而成，為了探明不同結構的側環與轉錄活性的關聯，對典型的側環如球型側環利用放射自顯影、轉錄抑制子結合大分子擴散分析技術進行RNA合成的分析[17]，結果表明在這類側環中，存在RNA的合成；側環的延伸與轉錄活性相關，活性高的時候，側環增大，活性降低時，側環回縮到染色粒中；有的側環中存在數個不同外形的轉錄單元，這幾個轉錄單位的轉錄存在速度的差異。用RNA前體標記物作為探針進行原位雜交試驗，與大環和顆粒狀的側環相比，球型側環標記的速度和強度均較弱，推測不同側環可能具有相異的轉錄模式，這個問題有待進一步闡明[18]。已有的報道表明不同側環的演化存在關聯性，這同樣也可以看作是轉錄后的調控。電鏡實驗證明了這些類型的側環都是由30nmRNP顆粒組成的；熱休克（Thermicshock）實驗結果顯示在低溫處理下，趨于向高級側環結構發展，而在高溫處理下，則趨于向去凝縮方向發展；免疫實驗也證明側環形態的多樣性與特異蛋白存在關聯。例如在蠑螈的卵細胞中發現一個82kD核蛋白，利用單抗進行原位雜交試驗表明可以和所有類型的側環結合，但是并不同步。比如，當球狀側環被強烈標記時，大環和顆粒環不被標記，當標記出現在核質中時，所有類型的環不被標記，該結果初步證明了特異的蛋白與側環的結構演變存在關聯[18]。

來自鳥類的實驗表明，側環中一個轉錄單位約長1~40µm，這些被轉錄的基因包括了編碼基因和非編碼基因。一個令人吃驚的事實是一些持家基因在LBCs的轉錄是被抑制的，比如在鳥類中編碼18S、5.8S和28S的基因簇是沒有活性的，但散布的該類基因仍然可以被RNApolII轉錄而不是polI[19]。迄今為止，在兩棲類和鳥類LBCs的研究中，發現僅有少數單拷貝基因在此時轉錄。比如在兩棲類LBCs中，已經證實細胞角蛋白（Cytokeratin）、核仁蛋白NO38/B23、c–myc和Eg1是轉錄的，并發現了它們的轉錄產物向核質轉移[20]。基于DNA/RNA雜交技術的染色體涂抹技術（Chromosomepaintingtechnique）使大規模研究LBCs的轉錄成為可能，利用改良的該技術BAC–FISH發現許多鳥類LBCs單拷貝的基因可能是轉錄的。但問題是BAC克隆是大片段插入，包含了單拷貝和多拷貝的信息，所以，要驗證更多的單拷貝的表達需要進一步的實驗。早期的生化實驗證明LBCs轉錄的主要是非編碼的串聯重復序列[21]，進一步的調查是利用原位雜交實驗證明兩棲類LBCs轉錄的主要是一些微衛星序列。值得注意的是來自鳥類的研究結果，如果出現在側環中的一個微衛星序列是轉錄的，那么側環臨近的染色粒里面的同類微衛星串聯簇是不表達的，這個結果表明存在一種未知的調控機制啟動LBCs側環中微衛星DNA的轉錄[19]。來自熱帶爪蟾的研究發現卵母細胞中還儲存大量來自LBCs轉錄子的穩定內含子（StableintronicsequenceRNA），這些內含子一直到囊胚期都可以檢測到，說明在胚胎發育的早期可能發揮重要作用[22]。關于側環上轉錄調控機制的研究，早期提出了“通讀假說”（Read–throughhy-pothesis）[23]，該假說認為側環上轉錄起始于結構基因的啟動子序列，到了該基因的終止序列后并不停留，而是繼續轉錄下面的非編碼序列，現代遺傳學的研究結果否認了該假說。結合基因組和細胞學的證據表明位于雞LBCs側環微衛星序列中的反轉錄轉座子長末端重復序列（LTR）啟動了微衛星序列的轉錄，這得到了很多來自兩棲類實驗的證明。如果這個機制是正確的，側環的平均長度應該與活躍的LTR啟動子的數量呈負相關，這是今后需要闡明的問題之一。初生的轉錄產物被與RNA成熟相關的蛋白包被，成為附著于側環上的RNP基質，這種獨特的結構為在活體條件下研究側環轉錄產物的處理和機制提供了平臺。來自生化的證據表明，鳥類LBCs側環中多數RNP基質含有與RNA成熟相關的組件，如snRNPs、SC35、hnRNP和3’末端處理相關因子。有些RNP基質中沒有發現snRNPs組件，這可能是由于在相應的微衛星轉錄產物中缺少典型的剪切位點所致[19]。

1.3燈刷染色體的作用自從發現LBCs后科學家一直試圖理解發生在側環上大量且有點隨意轉錄的意義，很多人認為這種轉錄或多或少是沒有意義的[20]。Davidson于1986年提出了另一個假說[24]，他認為發生在LBCs上的轉錄為將來卵母細胞的成熟和胚胎發育提供必要的轉錄產物，這一假說越來越為科學家重視。可能存在這種情況，LBCs上的轉錄產物在核膜破裂前是隔離的，當核膜解體后進入了轉錄后的切割程序，形成兩類成熟的編碼和非編碼RNA分子，這種現象在Masi和Johnson研究LBCs組蛋白的轉錄過程上所證實[25]。據此推測，成熟編碼蛋白質RNA分子可以用于在胚胎基因組啟動表達之前，早期胚胎發育所必需蛋白質的合成。至于大量的非編碼微衛星序列的命運可以用現代分子生物學的信息來解釋。在后生動物中，編碼微衛星序列的DNA可以轉錄形成dsRNA前體，成熟后產生siRNA，這些siRNA是形成組成型異染色質所必需的。那么，可以推測，在擁有LBCs的動物中，非編碼微衛星序列的轉錄產物同樣可以dsRNA前體形式儲存在卵細胞中，為早期胚胎發育提供siRNA以便維持異染色質的穩定，這種假設的前提是要探明微衛星RNA產物能否出現在受精之后胚胎發育的過程中[19]。值得注意的是擁有典型LBCs的生物胚胎發育過程大部分時間是離體發育，這與胎生的哺乳動物在發育環境上存在巨大差異，因此，在這類生物中LBCs轉錄與離體后胚胎發育過程是否存在更密切的關聯性是值得深入探討的。1.4燈刷染色體的表觀遺傳修飾與染色質重塑通過對兩棲類和鳥類燈刷染色體的深入研究，我們基本了解了其整體表觀遺傳的狀態。來自兩棲類的研究發現這類染色體中包括染色粒和側環不但缺少組蛋白H1，而且組蛋白H4都呈高度乙酰化狀態，這是典型基因組DNA轉錄活化的特點，實驗證明，乙酰化和甲基化修飾組蛋白的尾部都會導致側環相應狀態的改變[19]。關于對LBCs表觀遺傳修飾的理解一個典型的例子是來自于對6種鳥類卵母細胞LBCsZW的研究[26]。鳥類卵母細胞中性染色體ZW是一個僅通過著絲粒處相連的不對稱二價體，Z染色體具有正常的LBCs形態，而富含重復序列的W則僅形成幾個較大的染色粒，含有少量的側環。進一步的研究發現W染色體具備了惰性染色體的特點，比如缺少乙酰化組蛋白H4，富含組蛋白H3K9和H3K27的二甲基化，幾個大的染色粒都含有大量的異染色質蛋白1。這些因素共同導致了W染色體在鳥類卵母細胞的發育中高度凝縮的狀態[19]。

盡管現在從整體上對LBCs的表觀修飾有了一定的理解，但對該類染色體的“建立–維持–再凝縮”的機制了解很少。一個重要的事實是在兩棲類和鳥類的LBCs上，不但缺少組蛋白H1，而且也未見參與減數分裂染色質凝縮的拓樸異構酶II。另外一個在維持LBCs形態方面發揮重要作用的蛋白是染色體結構維持（Structuralmaintenanceofchromosomes，SMC）蛋白家族，它們參與了黏連（Cohesin）復合體和凝縮（Condensin）復合體的形成。電鏡結合免疫試驗證明黏連復合體主要出現在姐妹染色單體兩條染色質絲形成的軸上，后者主要在染色粒上發現。這說明，這兩種復合體可能對維持LBCs的染色粒–側環結構發揮重要作用[27]。最新的關于LBCs重建的實驗來自將人類的精子注射進兩棲類動物非洲爪蟾的卵母細胞中，結果發現精子染色體形成了典型的LBCs結構，這一方面說明了兩棲類動物卵母細胞中含有重塑哺乳動物非活性染色體的所有因素，另一方面也說明哺乳動物卵母細胞染色體的失活并不是永久的遺傳或表觀遺傳機制造成的。這個實驗為進一步鑒定染色質重塑相關的順式和反式作用因子以及解析其機制提供了研究材料[9]。

2燈刷染色體應用于遺傳學教學的現狀與思考

對于遺傳學內容的傳授離不開優秀的案例，生命科學的飛速發展也使得這些案例的內涵得到了豐富和擴展。以優秀案例開展遺傳學教學工作可以將復雜的遺傳學知識形象化和簡單化，便于教師的講授和學生的理解與記憶[3]，同樣也可以使枯燥的遺傳學學習變得妙趣橫生。LBCs就是遺傳學的一個優秀經典的案例，但在遺傳學教學中出鏡偏低。在作者教學所使用戴灼華等編寫的《遺傳學》課本中，以LBCs為案例介紹的內容很少[28]，僅在第二版第二章《遺傳的細胞學基礎》中，作為一種特殊染色體形態進行了簡單介紹，一句“LBCs是在光學顯微鏡下直接觀察并識別特殊位置上的單個基因轉錄活性極為理想的材料”讓學生對該案例充滿了遐想和期待，但本書后面的遺傳學內容均沒有發現該案例的身影，因此發掘和使用LBCs案例應用于遺傳教學有十分重要的意義。

2.1燈刷染色體在遺傳學教學中的拓展以LBCs為案例進行相關遺傳學內容教學，我們應首先根據高校遺傳學的培養目的和教學目標，在學生掌握了一定的細胞、生化和遺傳知識的基礎上，結合遺傳學的進度逐步有序地加以介紹。在我所教授的遺傳學課本中LBCs是作為一類特殊的染色體介紹給學生的，除了介紹了一點關于LBCs的發現和特點外，缺少更加詳細的資料。正是由于其可視性的特點，學生除了可以容易的掌握其特殊染色體的特點外，也可以掌握一般染色體具有的特點。其實，隨著研究的深入，其涵蓋的遺傳學知識也越來越多，形成和維持該特殊染色體的原因也越來越清楚。我們在教學過程中是這樣介紹的：關于LBCs結構的認識是隨著相關技術的發展而不斷深入的。19世紀末發現LBCs并不偶然，那時的科學家用光學顯微鏡尋找適合的染色體材料去研究減數分裂和有絲分裂；隨著時代的發展，科學家發現LBCs豐富而富有特色的結構適合細胞圖的繪制；電鏡和掃描電鏡的發明更推動了LBCs結構和染色體組織的認識，知道了更細微結構的形態，比如對側環結構的認識，發現了側環結構的復雜性；免疫學和電鏡技術的結合，使科學家認識到側環是由最基本的單位RNP顆粒組成的，經過一步步的裝配和折疊形成了不同外形特點的側環；分子技術、免疫技術和電鏡技術的綜合運用，使人們認識到側環核蛋白體中RNA主要是微衛星序列的轉錄產物，但也有少量單拷貝的編碼序列RNA。由此引導同學們思考：既然LBCs的RNP基質中主要是編碼非編碼序列微衛星的RNA，它的作用究竟是什么呢？如果同學們已經知道了微衛星序列最終編碼的siRNA參與了異染色質的形成和維持的話，自然會想到在LBCs“再凝縮”階段可能會發揮作用。關于適合進行細胞圖的繪制也可以根據技術的發展逐漸深入：在僅有光學顯微鏡的早期，只能根據大的界標如側環、染色粒、著絲粒、端粒等進行簡單的作圖，用于區分不同的染色體、基因組甚至雜種；隨著電鏡技術的發展，對LBCs結構認識更加細致，可以繪制更加精細的細胞圖；隨著染色體涂抹技術的發展，可以將DN段定位到LBCs不同結構中，繪制更加實用的物理圖，這將為進行全基因組測序更加全面的認識基因組特點奠定基礎。關于LBCs形成和維持原因的介紹可以使學生理解和掌握染色質重塑方面的知識。早期在只有光學顯微鏡的條件下對它的認識一籌莫展，只能提出假說；但隨著免疫技術和分子生物學技術的運用，才認識到存在一些事實：LBCs中組蛋白H1缺失，H4高度乙酰化，染色粒處富含組蛋白H3K9和H3K27的二甲基化，鳥類W染色體幾個大的染色粒都含有大量的異染色質蛋白1等等。其實這離完全了解其產生機制還有很遠的距離。為了讓學生直觀地掌握轉錄相關知識，也可以引入LBCs的相關內容。由于單個轉錄單位可視性的特點，所以可以直觀容易地了解單個轉錄單位的結構、組成、長度、速率和分子互作等方面的知識。為了學生更容易地理解LBCs相關的遺傳學知識，開設LBCs分離和鑒定實驗是值得考慮的教學內容。現在國內常用的遺傳學實驗教材沒有這個實驗，國外也少有開展。我校生命學院關于該實驗正在籌劃中，所以待有了一定的進展后再向同仁匯報。更加詳細的實驗程序可以參照相關網站的內容。

2.2以燈刷染色體為案例開展遺傳學教學的優點作為除了哺乳動物以外廣泛存在于昆蟲、兩棲類、魚類和鳥類卵母細胞發育中一個經典的染色體結構，盡管其關注度相比于唾腺染色體和巴氏小體為低，但其研究歷程和由此材料所取得的研究成就加深了人們對染色體結構、染色體組織、轉錄和轉錄過程的直觀認識，促進了遺傳學的發展。其作為遺傳學教學案例有著不可替代的優勢：（1）應用于遺傳學實驗教學時實驗材料便于取得，分離得到巨大、普通光學顯微鏡下可視的轉錄體擁有豐富的染色體結構信息，通過對經典染色體的分離和鑒定讓學生在強烈好奇心的狀態下掌握染色體的基本結構和特殊生長發育時期染色體的特點，LBCs的分離和觀察實驗的開設，一方面可以更新陳舊的遺傳學實驗教學內容，另一方面經典、容易觀察的染色體誘發學生強烈的好奇心，從而可以激發學生的學習興趣并轉化成學生學習遺傳學知識的動力，提高學生的學習效果和學習成績[29]。（2）LBCs的研究與遺傳學發展同步，涉及到遺傳學研究的多個方面。例如：首先科學家利用LBCs擁有巨大和豐富的染色體結構特點，研究了染色體的基本結構、染色體的組織、并繪制了細胞圖，為不同物種基因組/雜種鑒定、精細物理圖譜繪制、基因定位和克隆奠定基礎；利用單個轉錄子光鏡下可視的特點，探索了單拷貝編碼基因和多拷貝非編碼基因的轉錄和轉錄過程；利用其在減數分裂過程中逆向染色質重塑的特點，進行了大量包括表觀遺傳學染色質重塑機制的研究等等。作為一個經典案例將這些內容應用到遺傳學教學中去，并指出關于LBCs的研究中大量沒有解決的問題，比如LBCs染色質重塑機制和功能遠未明了，我們引導學生主動探索LBCs形成的原因和功能，讓學生通過查資料和實驗設計去形成解決問題的思路。這種經典案例和研究型教學方法的綜合運用，可以激發學生探索未知的興趣，從而加深學生對遺傳知識的掌握和理解[30]。

作者：陳凡國 李晴晴 單位：山東大學生命科學院遺傳學教研組  山東大學植物細胞工程與種植創新教育部重點實驗室