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遺傳學的研究方法范文1
【關鍵詞】生物多樣性；細胞學標記；DNA分子標記
【Abstract】According to the Chinese Biodiversity Conservation Strategy and Action Planning （2010-2030）， the continuous loss of genetic resources becomes one of three thorny issues threatening biodiversity conservation in China， which highlights the significance of genetic diversity monitoring plan in the future. After both Standard for the Assessment of Regional Biodiversity （HJ623-2011） and Regulation for the Collection of Genetic Resources （HJ628-2011） come into force， identification and collection of genetic resources becomes essential in biodiversity assessment projects. This review summarizes the front application of both cytological marker and DNA molecular marker techniques to distinguish plant varieties， and consequently the feasibility of large-scale application of DNA marker technique on future biodiversity monitoring and assessment projects is discussed.
【Key words】Biodiversity； Cytological marker； DNA molecular marker
0 Introduction
As one of three layers of biodiversity， which includes ecosystem， species and genetics， genetic diversity is the diversity of genetic factors that determine the traits of organisms and their combinations， so that becomes the basis of species and ecosystem diversity [1]. It is inevitable for a species of poor genetic diversity to move towards the extinction in natural selection process [2].
After a series of environmental policy has been worked out by centre government of China， such as Chinese Biodiversity Conservation Strategy and Action Planning （2010-2030）， Standard for the Assessment of Regional Biodiversity （HJ623-2011） and Regulation for the Collection of Genetic Resources （HJ628-2011）， it is essential for environmental engineers to include genetic diversity in biodiversity monitoring and assessment projects， and collection and identification of genetic resources in the nature definitely becomes the first step of this work. In present， identification of plant varieties mainly relies on the biological traits of plants[3]， which are susceptible to environmental conditions and time-consuming when those biological traits are artificially cultivated and observed in experiment land [4]. However， the development of DNA marker technology provides a quicker and more accurate solution for environmental engineers to distinguish different sub-populations of a plant species in the nature， particularly when identification of economic traits is not essential in biodiversity assessment work. This review summarizes both cytological marker and DNA molecular marker for the differentiation of plant cultivars in recent years.
1 Cytological Marker
Due to its high stability and reproducibility， karyotype becomes one of the unique chromosome information to distinguish different species， populations of the same species and to identify the hybrids. Karyotype parameters， mainly including the absolute length and relative length of chromosome， arm ratio， centromere index， chromosome ploidy and asymmetry index， are frequently analyzed by botanists to study the variation in chromosome number and structure between species， the origin of species and the genetic evolution[4].
1.1 Traditional squash technique
Zhang etc [5] analyzed karyotype of three Fritillari thunbergii cultivars based on traditional squash technique. The karyotype formula of F. thunbergii （Xiaye， Kuanye， Duozi） varied among three varieties， indicating the feasibility of genetic identification of Fritillari thunbergii cultivars. The karyotype of all the varieties were classified into 3B type， and heterozygosity of homologous chromosome were found in both F. thunbergii（Xiaye） and F. thunbergii（Duozi）.
The karyotype of three diploid oat species was studied by Liu etc [6] with application of traditional squash technique. Both karyotype formula and asymmetry index of Avena strigosa， Avena hispanica， Avena brevis were calculated for comparison， revealing more advanced evolution in karyotype for A.strigosa， followed by A.a brevis and A.hispanica. Three diploid oat species were effectively distinguished by a combination of both karyotype formula and asymmetry index.
The traditional slice-making method with micrograph technology was adopted by Dai etc[7] to study the cytology basis for cultivar identification of Secale cereale subsp.segetale. Three populations of Secale cereale subsp.segetale（89R4， 89R14， 89R60） and one variety Secale cereale L.（H36） were selected to conduct karyotype analysis. Karyorype formulae， asymmetry index and asymmetrical karyotype coefficient were provided and compared among these varieties in this research， which showed rich diversity in chromosome morphology.
Traditional squashing method was adopted by Liu etc[8] to analyze the karyotype of 7 R.hybrida cultivars and 5 R.rugosa cultivars. According to the results， all the R.hybrida cultivars were tetraloid （2n=4x=28）， except that R.hybrida ‘Elmshorn’ was triploid （2n=3x=21）， while all the 5 R.rugosa cultivars were diploid （2n=2x=14）. A number of karyotype parameters， including karyotype formula， chromosome relative length， ratio of the longest chromosome to the shortest one in length， arm ratio， asymmetry index and centromere index， were interpreted as biomarkers for identification of varieties and correspondingly the genetic distance was analyzed， revealing that distinct differences in both karyotype and ploidy levels existed between R.hybrida and R.rugosa cultivars and R.rugosa cultivars appeared to be more advanced in karyotype evolution.
21 cultivars’ karyotype of ornamental Ginkgo was studied by Gao etc [9] with smear method. The karyotype of all cultivars was reported to be identical， and the relative length of chromosome varied from 4.31% to 15.34% for the female cultivars， as well as 4.37% to 17.12% for the male. For approximately 83.33% of all the varieties in this research， the arm ratio of chromosome was above 2：1， which belonged to asymmetric 3B type. Cluster analysis was conducted on the basis of karyotype calculation， showing that the mean arm ratio or length ratio of ornamental Ginkgo cultivars was significantly different from original Ginkgo Biloba， and consequently the originality， evolution and classification of these cultivars were discussed.
In total 6 varieties of Hippophae Rhamnoides L. were selected by Li etc[10] to analyze karyotype characteristics of chromosomes， including 4 strains from Russia and 2 strains from China. Karyotype formula， asymmetry index， centromere index and ratio of the longest chromosome to the shortest one in length were compared and contrasted between these varieties， providing the basis for the identification and evolutionary analysis of Hippophae Rhamnoides L. varieties. According to the asymmetry index， six of these cultivars were classified into middle centromere or sub-middle centromere， with karyotype types as 2A or 2B.
40 typical and stable varieties of Chinese large-flowered chrysanthemum were chosen to carry out cytological karyotype analysis for investigation of genetic differences[11]. 1-4 satellite chromosome（s） were reported in approximately 35% of the cultivars， with increasing possibility of satellite chromosome when chromosome number increased. The karyotypes of these varieties were summarized as 2A， 2B and 2C， and types 2A and 2C were more likely to appear in the cultivars with higher ploidy. The interrelationship of karyotype parameters including long-/short-arm ratio， asymmetry coefficient of karyotypes， karyotype asymmetry index and relative length of chromosomes were discussed in this research， indicating great values of karyotype parameters for cultivar identification， classification and genetic evolution analysis for chrysanthemums species. The relationship of karyotype parameters towards phenotypic characters was also examined， revealing that the variation of long-/short-arm ratio and asymmetry coefficient of karyotypes led to highest relevance to most phenotypic characters.
Wild Rosa species， which are broadly found in the Xinjiang Uygur autonomous region of China， possess many important unknown economic traits. Yu etc[12] collected karyological data from 13 samples of seven wild Rosa taxa （R. berberifolia， two botanical varieties of R. spinosissima， R. platyacantha， R. beggeriana， R. acicularis， and R. laxa）， which were easily distinguished by karyotype parameters of chromosome ploidy， asymmetry index， centromere index， and distribution of relative lengths. The karyological data provided comprehensive cytogenetic resource to analyze the taxonomy， evolution and speciation in the genus Rosa as well as to identify suitable cultivars for breeding programs.
1.2 Fluorescence in situ hybridization （FISH） technique
Fluorescence binding technology with fluorescent dyes， which are capable of revealing AT or GC DNA sequences on chromosomes， can distinguish different types of heterochromatin on the chromosomes. For example， DAPI （4'，6-diamino-2-pheny- lindole dihydrochloride） results in the appearance of AT rich region on chromosomes， whereas CMA （Chromomycin A3） can reveal the GC rich region [13]. Fluorescence in situ hybridization （FISH） technique provides the accurate mapping information of rDNA probes on the chromosome， which becomes the more effective markers to distinguish chromosomes of plants [14]. She etc [15] analyzed the mitotic metaphase chromosomes of Arachis hypogaea L. species by using a combination of DAPI+ banding technology and double fluorescence in situ hybridization （FISH） technique with both 5S and 45S rDNA probes. On the basis of the chromosome measurements， DAPI+ bands and rDNA FISH signals， the chromosomes of Arachis hypogaea L. were accurately paired and arranged， leading to a molecular cytogenetic karyotype in detail.
However， DAPI banding patterns varies between different plant species. Xu etc[16] compared DAPI fluorescent banding patterns among different plant species， indicating that fluorescent bands were obviously observed in maize and peanut species， followed by sesame and loofah whose DAPI bands were relatively weaker. However， no clear DAPI bands could be identified in soybean chromosomes.
2 DNA Molecular Marker
DNA molecular marker technologies for plant variety identification mainly include RFLP， RAPD，ISSR，AFLP，SNP and SSR. However， the ranking of these molecular marker techniques based on comprehensive effectiveness is AFLP>SSR>RAPD>RFLP， which has been internationally recognized in the 92th ASHS conference[17]. This review summarizes the recent development of both SSR and AFLP marker technology for variety differentiation.
2.1 SSR marker
EST-SSR molecular marker technique was conducted by Zhao etc [18] to identify 12 Chinese cabbage cultivars. Based on expressed sequence tags（ESTs）of Chinese cabbage in GenBank， 30 pairs of screened SSR primers were designed and synthesized， resulting in 21 pairs of EST-SSR primers which were effectively amplified， but only 10 pairs of EST-SSR primers were highly polymorphic. According to the identification results and the mapping difference， 10 pairs of primers with high polymorphism were designed as 2 sets of multiplex EST-SSR markers to distinguish these 12 Chinese cabbage varieties， with satisfactory polymorphic rate of 88.9% and 97.0% respectively， as well as high polymorphism information content of 0.910%.
Lai etc[19] selected 26 inbred lines and 54 test varieties for the examination of distinctness， uniformity and stability （DUS） of these varieties by adopting SSR markers. 49 pairs of SSR primers were screened from 952 pairs in total， based on the criteria of richness of polymorphism information content （PIC）， the clearness of PCR bands and convenience of different allele identification. 49 pairs of SSR primers led to 57 loci with 311 alleles identified in total. The average number of alleles per locus was 5.5， ranging from 2 to 13， with a mean PIC of 0.53. Cluster analysis showed that all test varieties were clearly distinguished by 49 markers when the genetic similarity coefficient was set as 0.93.
In order to provide robust reference for the identification of barley varieties and avoid counterfeit and inferior varieties， Wang etc [20] selected 29 barley standard varieties and genetic diversity was analyzed by DUS testing. 28 pairs of highly polymorphic SSR primers were chosen， leading to 125 alleles measured in total. Each pair of polymorphic primers detected an average of 4.46 alleles， with polymorphism information content （PIC） varying from 0.81 to 0.25 and an average PIC of 0.62 among 28 pairs.
The specificity and stability of 123 representative rice varieties were analyzed by Tian ect[21] based on SSR fingerprinting profiles， and the value of SSR core markers chosen in this study was examined. 24 pairs of primers detected 138 alleles in total， with 12 loci detected in single cultivar and 21 loci successfully distinguishing japonica and indica rice varieties. On the basis of genetic similarity coefficient set as 0.96 for the classification， all tested varieties showed their unique specificity by cluster analysis， which indicated that 24 pairs of SSR core primers was able to effectively identify 123 varieties of rice.
2.2 AFLP marker
Six pairs of AFLP primers with rich polymorphism were screened by Li etc[22] to conduct fingerprinting analysis on two Chinese cabbage samples （label 587 and 586） as well as a standard sample. Euclidean distances coefficient of each sample was estimated， indicating that distinct difference was found between the sample 587 and standard sample， with the polymorphism band rate of 31.7%. Consequently variety 587 was identified as a different variety from the standard sample. In comparison， variety 586 showed consistent PCR bands with the standard sample， which was consequently identified as the same variety as the standard sample. This research demonstrated that AFLP was capable of providing reliable differentiation technology for plant cultivars.
In total 14 samples of eight varieties and six wild populations of Toxicodendron vernicifluum from Shaanxi were chosen by Wei etc [23] for the development of variety identification technique. Both morphological and AFLP molecular markers were examined with 26 morphological character indexes and 8 AFLP primers （EcoRⅠ+3/MseⅠ+3）. Multivariate statistic analysis was conducted on morphological markers， resulting in 3 principle component index （PCI）. The fist PCI included the ratio of petal and anther， length to width of the fifth lobular， the length and diameter of filament； the second PCI covered the length of compound leaf and petiole of compound leaf， the numbers of leaflet， the fifth lobular， and the top lobular； and the third PCI were the top lobular and the vertex angle of the fifth lobular， which respectively contributed to 30.383%， 19.321% and 13.777% of variance in morphology of 14 varieties. Further more， molecular markers of 8 AFLP primers （EcoRⅠ+3/MseⅠ+3） also completely distinguish 14 cultivars， in consistence with morphological markers.
Wen etc[24] tried to distinguish 26 jujube cultivars and 1 sour jujube by adopting fluorescent-labeled AFLP markers. 8 AFLP primer pairs were chosen， leading to 886 AFLP markers identified in total. Among these AFLP markers， 112 markers were identified as unique bands for specific varieties， whereas 60 markers were deletion bands for specific varieties， leading to effective identification of jujube cultivars.
Song etc[25] chosen 90 cultivars of Chinese cabbages from 7 different production areas， and developed fingerprinting technique based on AFLP markers for the identification. In total 20 pairs of AFLP primers were designed to examine the genetic polymorphism of these cultivars， and AFLP primers varied broadly in terms of differentiation capacity of Chinese cabbage varieties. The number of polymorphic bands that were detected by AFLP primers differed from 9 to 32. A combination of primers （E-ACA/M-CTG） resulted in 71 amplified bands， including 32 polymorphic bands， which effectively distinguished all of the 90 varieties. In comparison， the genetic polymorphism between individuals of the same variety was also examined by AFLP marker technique. Two hybrid cultivars （Beijingxin 2 and Jingxiawang） of Chinese cabbage were selected and 10 individuals were chosen from each cultivar. The AFLP bands showed consistence between individuals of the same variety， except that one of Beijingxin 2 differed from the others.
2.3 Capillary electrophoresis with fluorescence detection
Compared with polyacrylamide gel electrophoresis and silver staining technique， capillary electrophoresis with fluorescence detection method is more automated and programmed. The system software of capillary electrophoresis with fluorescence detection is able to calibrate the differences between capillary electrophoresis， and reduce the artificial and systematic errors， which consequently improves the stability and repeatability of variety identification tests [26]. Feng etc[3] screened 58 SSR primers to identify 14 Poplar varieties by application of capillary electrophoresis with fluorescence detection， which included 4 varieties of Populus deltoids， 5 varieties of Populus nigra （including 3 transgenic varieties） and 4 hybrid varieties. The results showed that the 4 varieties of P. deltoids， 5 varieties of P. nigra， and 4 hybrid varieties were effectively identified by 4 primers， 5 primers， and 4 primers respectively， with significant difference observed at the SSR loci between P. deltoides and P. nigra. Different SSR genotypes were also identified between the transgenic and non-transgenic varieties.
3 Conclusion and Implication for Biodiversity Monitoring and Assessment
In comparison to the DNA molecular marker， cytological marker techniques result in less polymorphism for the sub-populations’ differentiation of a plant species， but obviously reduce the cost of this work， once biodiversity monitoring and assessment projects are implemented at large scale. Consequently， cytological marker would be more suitable as the main solution for environmental engineers to conduct genetic resource collection work， based on which DNA molecular marker would become a complementary solution. Capillary electrophoresis with fluorescence detection method certainly leads to higher accuracy and stability for identification tests. Nevertheless， the relatively cheaper facilities required by polyacrylamide gel electrophoresis and silver staining technique would be more acceptable in practice， which has been adopted by recent National Standards including Protocol of Purity Identification for Soybean Variety using-SSR Molecular Markers （NY/T 1788-2009）， as well as Genuineness and Purity Verification of Potato Seed Tuber - SSR Molecular Marker （GB/T 28660-2012）.
Collection and storage of sampling location information as well as photos of plant morphological characters are usually necessary for the genetic resource collection work as indicated by Regulation for the Collection of Genetic Resources （HJ628-2011）， and GIS technology provides a supportive tool for the collection and storage of both location information and field sampling photos [27] in this process.
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遺傳學的研究方法范文2
關鍵詞：遺傳學教學內容 基于問題學習 專業詞匯 成績評價體系
中圖分類號：G642
文獻標識碼：C
D01：10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.118
遺傳學是是研究生命基本規律遺傳和變異現象的科學，它是一門古老而又發展迅速的學科。遺傳學與人類自身的健康密切相關，也是生命科學的核心學科之一。遺傳學的發展得益于生命科學其他分支學科的發展，也與數學、物理學、化學等學科廣泛交叉和滲透，同時，遺傳學的發展也大大促進了生命科學其他分支學科的發展。高等院校生物學專業本科生開設的遺傳學課程是一門主要的基礎課程。遺傳學課程對于高等院校生物學專業本科生后續課程的學習具有重要的支撐作用。但是，遺傳學也有著不同于生命科學專業其他重要課程的一些獨有特點。在遺傳學的教學中，如何提高教學效果，我們有如下一些思考。
1 選擇合適的教材、課件和教學內容
國內目前有不少的遺傳學教材，每本課程各有其優缺點。在教學實踐中，經過廣泛的討論、協商和比較，我們選擇了2013年高等教育出版社出版的由劉祖洞等主編的第三版遺傳學教材，這主要基于如下理由，第一，這套教材的前兩版是公認的遺傳學經典教材；第二，該教材在經典遺傳學與現代分子遺傳學方面的內容平衡得比較好；第三，該套教材在習題方面組織得比較完整，內容也比較新。在遺傳學的課件方面，我們主張精心準備，既注重教材內容的講授，也要求加入一些前沿的研究內容，也包括一些授課老師科研相關項目的內容。同時，遺傳學與動物學、植物學、微生物學、生物化學、分子生物學、生物統計學等課程存在廣泛的交叉。由于遺傳學講授的內容非常多，在有限的學時內就必須進行必要的一些取舍。我們認為應根據人才培養目標對遺傳學內容進行必要的調整，避開重復，突出重點，會有利于提高遺傳學的教學效果。比如微生物遺傳學的部分內容，由于與微生物學課程存在很大的交叉部分，在學時的安排上就可以適當減少。由于遺傳學是研究生命基本規律的科學，大多數學生普遍都對該課程的學習比較感興趣，但也應該注意到部分學生感到學習遺傳學難度較大，在教學的過程中應該注意乎衡教學的進度。此外，在遺傳學教學中也需要補充一些教材以外的內容，才能滿足學生對遺傳學知識構建的需要。我們認為在教學中應當適當增加一些人類遺傳學的一些現象（疾?。?，效果就比較好。比如紅綠色盲，禿頂，血型，先天愚型，兩性畸形等遺傳現象，可以進一步的調動學生的學習興趣。
2 遺傳學發展的歷史、現狀和動態
在遺傳學課程的講授中，遺傳學的發展歷史及一些重要遺傳學家的事跡，對于學生對于遺傳學學科的發展理解非常重要。不僅要介紹國外一些著名的遺傳學家，如孟德爾、摩爾根、穆勒等，也應介紹國內一些著名的遺傳學家如談家楨、盛祖嘉等，國內一些重要的遺傳學方面的進展也要穿插在教學過程中。同時，要讓學生置身于一些遺傳學家所處的時代，如何來分析他們所觀察到的一些遺傳現象，提出自己的假說，設計實驗加以驗證，從而推動遺傳學學科的發展。此外，近幾年在遺傳學相關領域獲得諾貝爾獎的科學家的貢獻也要在相關內容的學習中提及。在對遺傳學歷史的學習過程中，學生會逐漸認識遺傳學在當前生命科學各學科中的核心作用和重要地位。同時，讓學生學習遺傳學的歷史、現狀和動態過程，既豐富了學生的知識，又提高了學生學習遺傳學的興趣。另外，在理論考試中，我們有時候也考察一些遺傳學發展的歷史，比如基因的概念是如何發展的，遺傳的染色體學說是如何建立起來的等問題。
3 遺傳學專業詞匯的學習
遺傳學的專業詞匯相對于其他一些課程來相對較多。我們認為，對于遺傳學這門課程的學習離不開對許許多多遺傳學專業詞匯的理解和學習。遺傳學名詞的學習過程中，要讓學生同時接觸到這些遺傳學專業詞匯的英文名稱。在講授一些遺傳學名詞的時候，要注重與其他一些相近遺傳學名詞的比較，比如交叉和交換的區別；不完全顯性、完全顯性、共顯性、超顯性、鑲嵌顯性的區別等。在遺傳學的理論考試中，我們傾向于20-30%的遺傳學名詞的解釋和理解是比較合適的。在遺傳學專業詞匯的學習過程中，為避免枯燥乏味，我們采用多樣的教學方式，如圖表、動畫等對專業詞匯進行介紹，加強學生對遺傳學專業詞匯的理解和認識。由于高等院校生物類專業大部分學生具有進一步讀研的意向，如果學生有從事遺傳學專業研究的意向，我們也會推薦一些好的遺傳學專業詞匯的書籍，讓他們備考。比如復旦大學出版社出版的英漢遺傳工程詞典就是一門較好的學習遺傳學專業詞匯的參考書。
4 善用多媒體教學
多媒體教學對于遺傳學的教學非常重要。一些重要的遺傳現象，都要有一些圖片、視頻等來配合講授進行學習。比如有絲分裂和減數分裂的異同，采用動畫視頻來輔助教學效果就會比較好。生物專業的遺傳學課程不同于醫學遺傳學課程，但在教學課程學生對于一些人類遺傳的現象等問題特別感興趣，因此我們傾向于介紹部分人類遺傳學現象的內容。但在人類遺傳病的學習過程中，如果僅僅通過語言描敘一些病例，學生很難留下深刻印象。如果通過照片或視頻來描敘一些遺傳病，就能夠增強學生的學習興趣，學生對于知識的理解也就會更加深刻。同時，我們也鼓勵學生通過互聯網了解一些遺傳學方面的最新動態，比如我們推薦OMIM網站讓學生更廣泛的了解一些遺傳病的信息。我們也嘗試使用一些互聯網程序對遺傳學課程進行考核和答疑。通過多樣化的多媒體教學，我們認識到多媒體教學能夠大大提高學生的注學習遺傳學的興趣，獲得了較好的教學效果。但在遺傳學的多媒體教學中，我們也認識到容易造成教學內容的層次不夠清晰等問題，這都需要任課教師加以注意。
5 遺傳學習題的講解
遺傳學是在生命科學各分支課程中是相對較難學習的課程之一，應該說是有一定的理論深度的。單純的課堂的理論知識講授很難讓學生對遺傳學的理論知識學習和應用掌握透徹，我們認為遺傳學這門課程需要通過對一些遺傳學習題的訓練和講授來讓學生真正掌握和應用。在遺傳學課程的講授過程中，每隔一段時間我們都會安排一定學時的習題課，專門對教材課后的一些習題進行講授。同時，我們也鼓勵學生嘗試解答一些著名科研機構和高等學校遺傳學研究生入學試題，對一些經典的試題統一講解，通過問卷調查，我們的這中教學思路受到了學生們的廣泛歡迎。
6 PBL教學方法在遺傳學中的應用
PBL教學法，即基于問題學習（Prohlem-Based Leaming）的教學方法，它是一種以學生為主體的典型教學方法。在PBL教學過程中，學生通過對問題的探索和解決，不但獲得了知識，也學會了解決問題的思路和方法，同時對問題的探索又成為學生發現問題、提出問題進而解決問題的過程。由于遺傳學的知識點多，有較強的理論深度。在遺傳學的講授過程中，通過PBL教學方法的應用對該課程的講授就更加重要。在教學過程中，經常向學生提出一些問題，讓學生分組討論，再進行總結和評價。比如，在巴氏小體學習的過程中，我們提出問題，既然女性X性染色質失活，為什么X連鎖的遺傳現象沒有受到影響的問題，學生在分組討論的時候就提出了很多有趣的假說。我們認為，在遺傳學的教學過程中，善于通過應用PBL教學法能夠激發學生的學習興趣，可以有效的引導學生對遺傳現象和規律的深入分析和認識，
7 實驗教學內容的優化
遺傳學是一門實驗性很強的科學，它的發展源于實驗，實驗教學是遺傳學課程學習不可分割的部分。遺傳學與普通人的生活關系密切，學生在日常生活中很容易遇到一些遺傳學問題，他們也希望在遺傳學實驗中獲得解決問題的方法，遺傳學的實驗教學應當讓學生獲得解決這些問題的機會，同時成為培養學生創新能力的重要途徑。我們在遺傳學課程的教學安排中，實驗課學時占到了總學時的大約1/3。對與其他生命科學課程如分子生物學、微生物學等交叉的實驗內容部分進行了調整，對遺傳學實驗我們更偏重一些遺傳學學科所獨有的一些實驗的開設。我們對遺傳學課程的實驗安排包括三個方面，一是以果蠅為材料的一些經典的雜交實驗；二是細胞遺傳學比如性染色質標本的制備、核型分析等；三是人類遺傳病的分析比如一些正常遺傳性狀的調查、系譜分析等。同時，在學生在實驗過程中，我們鼓勵學生提出各種假說和設想，設計小實驗進行檢驗，培養學生的創新性思維能力。
8 完善遺傳學課程成績評價體系
隨著我國高等教育的不斷發展，人才評價的標準也不斷發展和完善。合理的考核方法也對督促學生的學習能起到積極的作用。對于遺傳學的課程的成績評價體系，我們采用了理論考試成績（60%）與實驗成績（40%）相結合的評價體系。理論考試成績部分，我們采用了期中考試使用學生網上課程學習系統，學生通過自測試題庫內的試題完成，成績占30%，期末考試老師命題考試成績占70%。實驗成績包括實驗結果（20%），實驗報告（40%）和實驗考核（40%）的部分。實驗考核主要包括對實驗儀器的正確操作和實驗操作的熟練程度等。通過這種綜合性課程成績評價體系，我們發現能夠提高學生對遺傳學的學習興趣，能夠比較客觀地反映學生對遺傳學知識的掌握程度。
我們認為，通過遺傳學課程的學習，學生學到的不僅僅是豐富的遺傳學理論和實驗技能，也能讓學生終身受益。高等院校生物類專業遺傳學課程的教學，應該理論聯系實際，根據具體的教學目標和教學對象的特點，采用符合實際的教學方法。總之，完善遺傳學教學方法還需要廣大遺傳學教學工作者不斷去研究和探索。
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遺傳學的研究方法范文3
文章編號：1003-1383(2007)06-0737-02中圖分類號：R394-33文獻標識碼：B
遺傳學是一門發展迅速的生物學分支科學,它從基因水平研究生物的遺傳規律,所研究對象涉及了動物、植物、微生物、人類等形形的生物,近年來,隨著人類基因組計劃的實施，在基因組研究,克隆技術,生物制藥,基因診斷與治療等領域中取得了令人矚目的成果。由于受傳統教育思想的影響，多年來實驗教學都是以理論教學為中心，驗證課堂上所講的理論知識，學習有關的實驗技術，忽略了能力的培養，這種教學方式限制了學生的創新思維和創新能力的培養。本文結合我校的遺傳學實驗教學改革進行初步探討。
遺傳學實驗主要表現
實驗教學是高等院校教學不可或缺的重要組成部分，它在培養學生綜合素質和創新能力方面所起到的重要作用，是其他任何教學形式都無法替代的［1］。實驗教學不光是為了證實課堂上所學的理論和僅僅掌握一些實驗操作技術，而是為了在鞏固理論知識的同時，提高學生的科學思維能力、研究能力，培養學生的探索精神、創新意識和創新能力。同志指出：“創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力，一個沒有創新能力的民族難以屹立于世界先進民族之林”。如何在實驗教學中培養學生的創新意識、創新能力，造就創新型人才，是形式發展的需要。當前我校生物技術專業的遺傳學實驗主要表現在3個方面。
1.經典遺傳學實驗內容多，現代遺傳學實驗內容少 遺傳學實驗主要包括兩大內容：①細胞遺傳學技術占33%，包括染色體核型及帶型分析、染色體結構及數目變異鑒定等染色體操作技術；②經典遺傳學驗證性實驗內容占50%，以三大遺傳規律驗證為主，忽視了遺傳學實驗，一是分子遺傳實驗內容為0，如DNA提取、酶切、連接、擴增與檢測技術，基因突變RAPD分析等實驗；這些實驗技術已經成為現代分子遺傳學或生物技術的基本內容，本科生不掌握難以跟上遺傳學快速發展的步伐，也與目前遺傳學理論教學不相適應。二是群體遺傳學實驗內容僅占17%，如基因數目估計，遺傳率估算，群體基因結構分析及遺傳疾病風險估算等實驗技術，是群體及數量性狀遺傳研究的基本技術，但這些實驗內容卻很少。
2.驗證性實驗多，綜合性、設計性、創新性實驗少 驗證性實驗50%，綜合性30%、設計性20%、創新性實驗幾乎沒有。采用傳統的實驗設計方法,整個教學過程中學生處于被動接受的地位,學生過分依賴教師的指導,不能獨立操作、觀察,習慣做完一步就問教師下一步做什么。學生沒有機會去設計、去思維、去創新。這種教學模式不利于提高學生研究遺傳學的實驗技能,不利于提高學生的獨立能力、觀察能力、判斷能力和解決問題的能力,影響學生對實驗設計方法的深入理解,不利于學生創造性思維的科研素質培養。
3.課外完成的實驗多，課內完成的實驗少 在所開設的10個實驗中，需要課外完成的實驗有6個，占60%，如人類染色體標本制備，整個過程需要經歷采血、培養、加秋水仙素、制片等過程，培養時間需72小時，課堂計劃4學時內學生不可能完成，必須由老師或學生事先做，計劃內的4學時僅是學生的制片。而一般的遺傳學實驗，一次課僅有3～4學時，許多實驗操作在有限的時間內不可能完成，學生無法參與實驗的全程，一旦離開老師的協作仍然無法獨立開展類似實驗。お
遺傳學實驗教學改革形式
1.重組實驗內容 將原來的10個遺傳學實驗重組、整合為經典遺傳學實驗、細胞遺傳學實驗、分子遺傳學實驗和群體遺傳學實驗4個模塊。在經典遺傳學實驗中果蠅雜交實驗作為設計性實驗；群體遺傳學實驗的人類正常遺傳性狀的調查，作為設計性實驗；細胞遺傳學的人類染色體的制作為綜合性實驗， 其實驗課時比重分別為4∶3∶2∶1。
2.增加分子遺傳學實驗技術 我校生物技術專業的課程設置了《分子生物學》，其課程已經開設了分子生物學的基本實驗，學生掌握了分子生物學的基本實驗技能，在《遺傳學》實驗中，則重點突出人工誘發基因突變的方法設計、各誘發突變處理材料與未誘變材料RAPD指紋差異分析，以及結合醫學院校的特點，對廣西特有的遺傳病，如地中海貧血的檢測，避免與生物化學、分子生物學等實驗內容重復。
3.增設創新性實驗 4個實驗模塊做為《遺傳學》實驗必做的基本實驗，此外為培養學生的創新能力，造就創新型人才，教師給學生一些方向性的選題，如結合廣西特有的動、植物，進行的染色體分析技術；環境中致畸、致癌、致突變（三致）物質的檢測等，由學生組成課題組按申報課題的方式寫出標書，專業教師審核其可行性，配指導教師進行創新性實驗1個，學生邊設計、邊實驗、邊研究。
4.實施全天性開放實驗教學 為配合綜合性、設計性、創新性實驗，實驗室實施全天性開放實驗教學，讓學生不受實驗室、實驗學時和實驗項目的限制，實驗室三開放：時間開放、實驗項目開放、試劑和儀器設備開放。學生可以通過自行查閱文獻、自行設計實驗、獨立完成實驗，教師只是起引導作用。 實驗室安排教師值班、并負責指導學生，學生自我調節、合理安排實驗時間，同時可提高高檔儀器設備的使用效率。通過問卷調查，95%的學生認為開放實驗室對動腦與動手能力的培養是封閉式教學所無法替代的，對重視學生個性的培養，確立以學生為中心和主體地位大有裨益，是符合教育規律和人才成長規律的培養模式的［2，3］。
5.考核方式的改革 實驗教學實行學分制，一般不進行書面考試，著重學生設計思路、實驗技能與實際操作水平的考核，方式可以口試、操作、實驗報告、論文報告、答辯或研討等方式進行考核，實驗設計、實驗操作、創新性實驗按（4∶4∶2）的比例，對學生進行綜合考核評價。
通過對2000~2003級生物技術專業的學生實行實驗教學的改革，認為遺傳學實驗有助于學生獨立思考能力，動手能力，分析問題、解決問題的能力，邏輯推理能力等的培養，有助于對經典遺傳學的理解，達到融會貫通、事半功倍的效果。從《遺傳學》實驗課問卷調查可看出，03級生物技術有97.7%的同學贊成開放性實驗，有近90%的同學認為對培養實踐能力有較大的幫助，此外90%的同學希望能增加更多的開放性實驗內容以供同學選擇。在2004級的同學中我們正在開展創新性實驗，由學生自行確定選題，設計實驗方案，在經費許可條件下，購買試劑，完成實驗，目前正在進行中。通過實驗教學的改革力求將培養目標由知識技能型轉變成能力培養型，實驗教學以學生的實驗動手能力、綜合分析能力和創新能力的培養為目的，以適應創新型人才培養的要求。
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遺傳學的研究方法范文4
[關鍵詞]動物遺傳學；教學；改革
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3712（2013）01-0046-03
動物遺傳學，作為遺傳學的一個分支，主要研究動物性狀的遺傳和變異的規律、遺傳改良的原理和方法。動物遺傳學是動物科學本科專業必修的專業基礎課程，也是家畜育種學的理論基礎。本門課程的教學任務是讓學生掌握該學科的基本概念、基本理論及其簡單的實驗操作技能，為后續學習專業課和今后從事專業工作打下堅實的動物遺傳學理論基礎。
為適應社會發展的需要，各高校增設了本科教學的課程數量，同時壓縮傳統課程的課時數。就我校來說，動物遺傳學課程現僅有60學時，其中包括15學時的實驗課，但課程內容卻在不斷更新或增加，再加上遺傳學基礎理論抽象、邏輯性強，課程顯得枯燥，這些問題的存在促使課程教學必然作出改革。這幾年來，筆者所在的教學團隊不斷地探索動物遺傳學教學方式、手段及實驗教學內容的改革工作，獲得了一些體會，現總結如下：
一、精選教材，革新教案
動物遺傳學課程講述的內容包括：遺傳的物質基礎、遺傳信息的傳遞與改變、遺傳的基本規律及其擴展、非孟德爾遺傳、群體遺傳學基礎、動物基因組學及動物基因工程，涵括了分子遺傳學、細胞遺傳學、群體遺傳學及基因工程等諸多方面的一般原理與方法，教學內容理論性強、信息面廣、復雜抽象。為使學生能更好地學習此門課程，選擇合適的教材是關鍵。市面上不同版本的動物遺傳學教材較多，綜合考慮本校動物科學專業的培養方向和遺傳學理論知識的最新發展情況，筆者所在的教研組選擇由李寧主編、中國農業出版社出版的面向21世紀課程教材《動物遺傳學》作為課程教材，該書涵括了動物遺傳教學內容，理論知識系統，前沿性強。
為使學生更能理解和掌握動物遺傳學知識，教師編寫教案時力求突出教學重點，適度刪減和調整教學內容，并保證授課內容的完整性和系統性。此外，課堂教學盡量使抽象理論知識和概念通俗化，理論點與實際案例相結合。例如講授基因突變、染色體變異內容時，結合遺傳疾病病例分析講解；適時添加遺傳學的最新研究進展，使學生對遺傳學的最新發展、最新趨勢有一定了解。革新教案，目的是增強動物遺傳學課程的興趣性，提高學生學習的積極性。
二、突出教學重點，強化教學內容系統性
遺傳學的快速發展，使得動物遺傳學教學內容不斷豐富與革新，從三大定律到核外遺傳，從細胞到分子，從個體到群體，從質量性狀到數量性狀的遺傳，課程教學內容多而復雜，抽象概念多，缺乏直觀認識，學生理解困難。筆者所在的教研組根據本校學生的特點，結合專業培養和本科教學的要求，在選定教材的基礎上強調：突出內容的新穎性、前沿性，減少重復教學。例如三大定律、染色體部分內容在高中生物學中已經有學習，大學課堂在教學該內容時進行適當簡單復習即可；結合研究新成果，講授本學科基本理論知識和概念，提高學生的認知水平。調整和優化教學內容，增強知識點的系統性和層次性，從遺傳物質的本質到遺傳信息的傳遞、改變，再到基因的表達、調控，使學生逐步深入地掌握課程知識。
三、改進教學方法，提升教學成效
在實際教學中，以學生為主體，根據學生的課堂情況，適時改進教學方法和教學手段，做到因材施教，提高教學的成效。為了能充分調動學生學習的積極性和主動性，筆者所在的教研組在動物遺傳學教學中，不斷探索多種教學方法。例如：課前留置問題討論，課堂提問，課后安排學生參與科研實踐，章節教學完成后及時組織測試等；充分發揮計算機多媒體輔助教學手段的潛力，添加直觀圖片或視頻來解析抽象概念和知識點，例如視頻展示DNA復制、轉錄和翻譯的基本過程，使學生更容易掌握知識點。課程教學緊密聯系動物生產過程中的遺傳現象和分子輔助育種技術的應用成果等，拓展學生視野，使他們認識到專業知識的應用價值和潛力，增強了學生學習的主動性。
四、改革實驗教學內容和方式
遺傳學是21世紀發展最快的生命學科之一，作為分支之一的動物遺傳學也在不斷更新。動物遺傳學實驗是學生驗證遺傳學理論和掌握遺傳學實驗技術手段的主要途徑。因此，為適應本學科發展需要，在動物遺傳學實驗教學過程中需要不斷革新實驗項目、實驗設計和實驗方法。以往動物遺傳學實驗普遍以驗證性實驗為主，內容陳舊、單一，缺乏綜合性實驗，難以激發學生的積極性和主動性；教學模式單調，以教師主導、學生臨摹為主要教學方式，缺乏對學生創新能力的培養。針對存在的不足，筆者所在的教研室綜合討論并結合學科實際建設情況，更新實驗教學內容，把原來耗時長、內容簡單的果蠅的飼養、雜交和唾腺染色體觀察等實驗刪除，新增DNA提取、PCR技術等分子遺傳學實驗內容和群體遺傳學方面的“人類指紋圖譜分析及遺傳統計”。探索多種形式的實驗教學方式，讓學生參與實驗設計、實驗前的準備工作，通過查閱文獻、收集信息、設計方案、動手操作、分析結果與作出總結等完整的實驗過程，培養學生的綜合能力。在教學手段上，改變傳統的黑板板書，采用數碼互動顯微系統，通過多媒體課件，以圖片、動畫等形式生動、直觀地講解，使學生能更好地掌握實驗原理、方法和步驟；利用數碼攝像頭能直接在顯示屏上觀察染色體的形態變化，并能客觀地保存效果理想的實驗結果；通過互動網絡，教師能及時監控和指導學生的實驗過程，有效地建立教師與學生的互動機制，提高實驗課堂教學的效率。
五、完善課程考核評價體系
成績是督促和評價學生學習的主要方式之一，建立科學合理的考核評價制度是課程教學改革的內容之一。為了更好、更客觀地檢驗學生的綜合能力，筆者所在的教研組經過研究討論，確定動物遺傳學課程的綜合考核辦法：期末總評成績由平時成績和期末考試成績兩部分組成，其中，期末考試成績占 60%，平時成績占40%（考勤占10%，課堂測試占10%，實驗占20%）。平時成績主要考查學生的學習態度、課堂紀律、實驗動手能力與分析問題的能力，而期末考試的內容注重考查學生對基礎理論知識和概念的掌握，以及對遺傳學知識的運用能力。綜合水平的考查能調動學生學習的主動性。
總之，動物遺傳學是一門不斷發展的學科，其知識廣度和深度都在不斷增加。為適應社會發展和動物科學專業本科生培養的需要，課程教材、教學內容、教學方法、實驗教學與考核體系等多方面都需進行持續的改革與更新。此外，以學生為主導，以多種教學方式充分調動學生學習的熱情和主動性，提高教學的成效，使學生更好地掌握動物遺傳學的基礎理論知識和概念，為其后續的專業課程學習及今后的就業打下堅實的基礎。
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遺傳學的研究方法范文5
關鍵詞： 高等農業院校 遺傳學 實驗教學 創新模式
遺傳學是高等農業院校多個專業（生物科學、生物技術、動物科學、園藝、畜牧獸醫等）的一門主干基礎課，遺傳學教學質量對于農業院校相關專業課程的教學具有非常重要的關聯作用［1，2］。遺傳學實驗課程是生物科學、生物技術、動物科學、畜牧獸醫等專業學生入學以來所開設較早的一門專業基礎實驗課，它的開出對后續實驗課程的開出具有重要的參考意義［3，4］。因此，遺傳學實驗教學內容的遴選，實驗類型的設定、教學方法的改進及考核方法的改革，是構建適合于農業院校有關專業人才培養模式，培養學生創新意識，提高學生實踐動手能力的關鍵［5］。為此，我們根據多年的遺傳學實驗教學探索，總結了一套適用于不同專業的遺傳學實驗教學模式，以期為同類專業基礎課程的實驗教學模式的探索提供參考。
1.遺傳學實驗教學內容的遴選及實驗類型的設定
遺傳學實驗作為一門專業基礎課實驗，涉及生物科學、生物技術、動物科學、畜牧獸醫等多個專業。目前農業院校開設的遺傳學課程學時不盡相同，各個專業的理論、實驗教學時數也不盡相同，有的專業有野外實踐，有的專業沒有。因此，在開展實驗教學的過程中，一定要遵循“寬基礎的前提下突出專業”的原則選擇實驗內容［6，7］。具體地說，就是在實驗內容的選擇上，貫徹基礎性、適用性、典型性、綜合性的原則，在確保開設基礎實驗的前提下突出專業特點，同時也要為后續專業課程的開出打下基礎。
1.1基礎性實驗的選擇。
遺傳學基礎性實驗的教學目標首先是讓學生熟練掌握實驗中常用儀器的使用方法，突出對學生基本實驗技能的培養。在遺傳學基礎性實驗教學過程中要求學生通過實驗首先加深對所學理論知識的理解，進而培養實驗技能和動手能力?；A性實驗是綜合性及探究性實驗教學內容的基礎。遺傳學基礎性實驗內容主要包括顯微觀察、基本遺傳規律的驗證、細胞和組織培養等［8］。在教學中，我們根據學生所學專業的不同、學時的不同主要選擇了細胞有絲分裂制片、減數分裂涂抹制片、染色體（結構數目）的誘導及觀察、染色體核型分析及顯帶處理等幾個驗證性實驗。
1.2綜合性實驗的設置。
遺傳學綜合性實驗教學目標主要在于培養學生整理和查閱相關實驗資料能力，培養學生自主實驗動手能力，培養學生處理實驗數據的能力，培養學生分析、解決問題的能力，等等［9，10］。綜合性實驗又稱為復合型實驗，我們在綜合性實驗教學中主要開設了模式生物性狀遺傳分析實驗。比如，我們將果蠅的培養、果蠅的性別鑒定、果蠅唾腺染色體的制片觀察、果蠅雜交實驗、果蠅性狀的遺傳分析等綜合成一個大實驗。讓學生從果蠅的培養開始，雖然時間較長，但是比較系統，并取得了很好的教學效果。此外，我們也可針對不同的專業（生物科學、生物技術專業）需要補充了一部分分子遺傳學實驗，如基因功能的遺傳分析（如擬南芥突變體篩選、細菌局限性轉導、轉座子插入突變）等內容。
在此綜合性實驗教學階段，目的是學生在掌握遺傳學實驗基本技能基礎上，綜合運用所學理論知識和基本實驗技能，去完成預定的實驗內容，去解決相對較為復雜的問題。在綜合性實驗教學過程中要加強培養學生獨立思考、工作的能力，為下一步開展探究性實驗奠定基礎。
1.3探究性實驗的設計。
遺傳學探究性實驗是獨立于遺傳學課程教學進行的一種創新探索性實驗，它最主要特點是獨立性，同時探究性實驗體現知識的連貫性、實驗技能的綜合性，實驗內容和過程的系統性、科學性。探究性實驗要求學生綜合利用所學遺傳學理論、實驗原理自主設計實驗，并主要由學生獨立完成。探究性實驗的目的在于培養學生發現、分析和解決新問題的能力［11］。
我們在遺傳學探究性實驗教學中的具體做法是：（1）對學生所在的專業、學時進行分組（學生可以根據專業特點、興趣愛好、實驗室條件進行組合），每組3―4人；（2）進行實驗題目的選擇（實驗指導老師預先擬定幾個指導性題目供選擇）或設計（學生自主）；（3）學生以小組為單位完成實驗方案的設計、實驗材料的選擇和準備；（4）實驗實施，學生以小組為單位完成實驗操作、實驗結果分析、撰寫實驗報告（甚至研究論文）；（5）實驗教學交流，要求學生把實驗中遇到的各種問題進行歸納、整理、總結、分析。通過探究性實驗教學，學生培養了自主設計并獨立完成實驗的能力，提高了分析問題和解決問題的能力，同時為以后畢業設計的開展打下了良好的基礎。遺傳學探究性實驗有利于把學生的注意力從簡單的對實驗結果的驗證認識引導到創造性的思維空間中來，有利于培養學生的創新思維和綜合能力。
2.改進和創新傳統教學方法及思路
2.1構建以學生為核心的實驗教學模式，采用多元化的教學方法。
現代教學中，多媒體課件和網絡教學手段已經廣泛應用于遺傳學理論課程教學，但多媒體教學在很多實驗教學中應用不足。針對這一點，我們一改傳統的“嘴巴、粉筆、黑板”的實驗課理論教學模式，將網絡教學和多媒體課件等現代教學手段廣泛地應用于遺傳學實驗教學中，努力加大實驗教學內容的信息量，積極拓展實驗教學的空間。利用現代化的教學手段把實驗方法、原理、步驟和過程形象生動地展現給學生，使學生的視覺、聽覺和觸覺全面參與感知活動，最大限度地調動學生的學習積極性、激發學習熱情，從而提高學生的學習效率［12］。
2.2改“填鴨式”教學方法為“主動式”學習方法。
在遺傳學實驗教學過程中，我們將不同層次的實驗區分為基礎性實驗、綜合性實驗和探究性實驗三類。基礎性實驗的教學目標重點在于學生對實驗技能的熟練掌握，基礎性實驗教學采用教師現場指導學生實驗的教學方法進行；綜合性實驗的教學目標重點在于突出對學生整理查閱資料能力、動手能力、數據處理能力、運用所學理論分析、解決問題等能力的培養，綜合性實驗教學主要采取學生自主進行與教師現場指導相結合的教學方法進行；研究探究性實驗教學目標重點在于對學生獨立創新能力的培養，探究性實驗教學采取以學生探究式自主實驗為主、教師指導為輔的教學方法進行。
在實驗教學過程中，學生是實驗教學的核心和主體。對教師而言，要有極強的組織能力和控制能力，在實驗教學過程中，教師和學生需要相互配合、相互協作。為了充分發揮學生的主觀能動性，教師在教學過程中不能把學生管理得過于死板，在實驗教學的過程中，從“基礎性實驗―綜合性實驗―探究性實驗”的過程中潛移默化地將教師“填鴨式”的教學方法改變為學生“主動式”學習方法。這樣就在教學中彰顯了學生的主體地位，使整個實驗過程都是圍繞著學生這個核心展開，讓學生成為名副其實的主角，在盡情張揚個性的同時積極地激發自我的創造性思維，盡快提高創新意識，培養創新能力。
3.實驗教學考核方法的改進
實驗考核是實驗教學的最后一個環節，同時也是保證實驗教學質量的一個重要手段。實驗考核不但能督促學生認真進行實驗、檢查學生對理論和實驗技能的掌握程度，而且可以檢查教師的教學效果。我們把實驗考核的重點定位在對學生動手能力和創新能力的考核上，將實驗考核成績分解成四個部分：通常情況下，實驗報告成績占20%，實驗操作成績占40%，實驗理論成績占20%，平時課堂成績占20%，各成績所占比例依據具體專業（如學時）、具體情況（如探究性實驗所占的比例）適當變動，目的使最終的成績客觀、公正、公平，真正體現出“高分高能”，充分保護學生的學習積極性和學習熱情。
4.結語
遺傳學實驗教學是高等農業院校遺傳學教學的重要組成部分，它的改革是一項非常復雜的任務，在全面實施素質教育的今天，遺傳學實驗教學的改革更是勢在必行。當然在實驗教學改革的過程中，如何建立長效的實驗教學改革效果評價指標體系，還需要在今后的教學過程中作更進一步的探討和研究。
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遺傳學的研究方法范文6
基于MC法的MDS細胞遺傳學檢測的研究進展
染色體危度分層系統
細胞遺傳學分析對于MDS有獨立預后價值，1997年IPSS國際預后系統是染色體、外周血細胞及骨髓原始細胞計數共同構成，但是在IPSS中有兩個問題:一是有明確預后意義的染色體異常種類太少,只有預后好的正常核型,20q、5q~、Y及預后差的7號異常、復雜核型,而其它核型數量眾多、種類繁雜的細胞遺傳學異常被籠統歸入到了預后中等的一組，而這些歸屬于中危組的染色體異常是未被統計學證實的；二是許多血液學專家認為，IPSS預后積分系統中染色體的地位過輕。如Haase1認為，在IPSS系統中預后好的染色體與原始細胞<5%都積0分，預后中等的染色體和原始細胞為5%-10%的同積0.5分,預后差的染色體積1.0分,11%-20%的原始細胞積到1.5分，21%-30%的原始細胞積到2.0分。然而伴有原始細胞計數達21%-30%患者的中位生存期為11.7個月，和伴有預后差的細胞遺傳學異常相當（其中位生存期為11個月），所以細胞遺傳學在IPSS積分系統中的地位明顯被弱化了。根據德國、澳大利亞、西班牙等MDS中心的大量細胞遺傳學資料，1286名患者只是接受了支持治療，由于樣本量大，且有大量患者只接受支持治療，能反映MDS的自然病程，Haase等0提出了令人十分信服的染色體危度分層系統。在其預后系統中（表1)可以發現很多不同于IPSS的預后信息：首先，危度組被分為4組，不同于IPSS的3組;第二，明確預后意義的染色體內容多，不僅包括了常見的正常核型，20q-.5q-.-Y,7號異常、復雜核型等核型,也包括其它較少見的類型。例如預后好的染色體除了IPSS中的正常核型、20q-,5q-及-Y之外，12p-、11q-、+21、11(q23))及任何包括5q^的異常也被證明是預后良好的。第三，對于某些具體核型的預后信息與IPSS不同，在危度分層系統中，7號染色體異常被劃分到中危2組中，高危組的內容是大于3種染色體異常，這和IPSS中高危組的內容是不同的。另外,對于臨床十分常見的三體8,在新系統中被劃分為中危1組，預后較好?？傊孪到y對于MDS的預后能給出更為詳細準確的預后信息，同時對于治療也具有指導意義。
此外，Pozdnyakova等13報告了1029例原發性MDS患者的預后情況,得出了不同于IPSS的一些細胞遺傳學信息。該研究的主要內容包括:按照IPSS的關于細胞遺傳學中等預后的定義,發現該部分患者中位生存期從10個月到69個月不等，充分證明了IPSS系統關于中危染色體的定義是需要進一步改進的;7q^的預后較-7為好，中危生存期分別為26個月與8.5個月，二者具有統計學差異;12p-與11q-預后好，這與Haase的危度分層系統一致;3q異常及三體19預后較差，這不同于Haase的結論；i(17q)與+11預后偏差；der(1;7)被證明預后較好，中位生存期為45.5個月。需要指出的是，上述所觀察的結果可能受藥物治療的影響，因為其中有部分患者接受了三氧化二砷，沙利度胺或者剌激因子的治療，而這些藥物有可能改變MDS的自然病程,所以這些結論要謹慎對待。
中國MDS患者細胞遺傳學特征與西方的異同由于人種和地域的差異,亞洲人與西方MDS患者具有不同的遺傳學及預后特征，其不同之處首先表現在MDS的細胞遺傳學構成上。麻柔等[4報告,MDS發生頻率較高的染色體畸變率依次為：+8,40/20q--7/7q--5/5q-,-y,+9及復雜改變。
報告了283例MDS患者的染色體核型分析,發生頻率依次為+8,-20/20q-,-Y,異位型,-7及7q-,+9,5q-。Wang等^報告了483例中國成人原發MDS的畸變率從高到低依次為：+8、20q^J/7q、5q-。而西方最常見的染色體異常為5q-a’3,占到整個MDS病例的20%-30%。由于細胞遺傳學的構成不同，常用的預后系統如IPSS是否適合中國人是需要驗證的，因為在很多預后系統中，細胞遺傳學都是重要的組成部分。Wang等0回顧性地分析了435例中國成人原發MDS,同時評估了WHO分類模式及6個預后積分系統的預后價值,得出如下結論:在預后生存方面，包括IPSS在內的5個積分系統被證明具有統計學差異，但是WPSS不適合預測生存。在預測白血病轉化方面,IPSS被證明是不合適的，西班牙積分系統最適合中國MDS患者的白血病轉化預測。在運用WHO分類模式預測預后生存時,在RA或RARS與RCMD之間未見到統計學差異。結合國內運用預后系統的實際情況,IPSS積分系統用來預測MDS患者生存是可信的，根據IPSS對于染色體危度的定義，預后好的染色體組其中位生存期為37.2個月，中危組為26.1個月，預后差的染色體組為9.7個月。另外，雖然WHO的分類本身具有預后意義,但是在預測RA或RARS與RCMD預后時需要注意，因為在中國RA或RARS與RCMD患者的生存預后之間未見到統計學差異。
MDS出現遺傳學變化的預后意義目前,關于MDS患者在診斷后出現細胞遺傳學變化的發生率及其對于疾病的預后意義研究較少。Ber-nasconi等&]追蹤了153例MDS患者在疾病發展過程中的染色體變化（chromosomeexchange,CE)情況,在經過長達45.2個月中位隨訪期期間，30.7%的患者出現了CE,其中有26.1%的患者在疾病進展之前出現了CE。出現CE的患者死亡率及疾病進展風險較未出現CE的患者分別高7倍和36倍,并且對于總體生存率的影響具有統計學差異。Wang等8對85例中國成人原發性MDS患者進行了染色體的復查，結果18例（21.2%)患者在隨訪期間出現了額外的染色體異常（11例）或原來為正常核型者變為異常核型(7例），在25.1個月中位隨訪期結束后出現CE的18例患者中的12例死亡。另外,85例患者的中位生存期為33.1個月，出現CE的MDS患者的中位生存期為25.8個月，而沒有遺傳學變化的患者其中位生存期為45.4個月，其差別具有統計學差異,并且有遺傳學變化患者的疾病進展風險也高于沒有出現CE患者。
基于SNP^A或aCGH法的MDS遺傳學的研究進展
常規MC法、SNP^A、aCGH三者優缺點的比較運用常規MC法檢測MDS的細胞遺傳學異常率只有50%左右，在實際的臨床工作中，大約50%的MDS患者為"正常核型",MC法對于這部分患者，尤其是低危MDS患者的診斷、治療、預后常會有_定的困難。所以提高這部分MDS患者的遺傳學異常檢出率就顯得十分重要。Tiu等B]推定，MDS的細胞遺傳學低檢出率是由于MC方法的局限性所致，比如分辨率低、依賴于分裂相細胞、不能檢出單親二倍體（UPD)等。與傳統MC方法相比，SNP4及aCGH技術則具有很多優勢，且能克服MC方法的很多缺陷（表2),因而得到越來越多的關注與研究。
SNP-A聯合MC法對于MDS遺傳學檢出率的提高及其預后分層的影響
SNP聯合MC法能夠做到優勢互補,Tiu等M認為SNP-A能夠補充MC,提高MDS及其他髓系惡性血液病的診斷及預后水平，并且對于指導治療也有意義。為了驗證上述觀點,他們選取了430例患者，其中MDS250例，MDS/MPD95例，繼發于MDS的AML85例，分別做常規MC、SNP-A分析。結果表明,SNP4聯合MC較單純MC法有更高的遺傳學異常檢出率（74%vs44%,P<0.0001)。Thiel等根據SNP檢出的新染色體異常具有獨立的預后意義,提出了新的MDS預后分組（表3),提高了MDS預后的精確性。早前Gondek等&2的研究結果也揭示SNP4對于MDS遺傳學的研究價值，他們運用SNP-A分析了174例患者（其中MDS94例，MDS/MPD47例，繼發于MDS的AML33例），發現78%的MDS患者有染色體異常，而MC法檢出率只有58%;同時,對MC正常的患者分為2組,1組為MC和SNP4檢測結果均正常，另1組為MC檢測結果正常,而SNP4檢測結果異常。2組生存期分別為39個月和16個月，差別具有統計學差異。這證明了通過SNP4發現的新的染色體核型異常有更差的預后。與Tiu及Gondek的研究相比，Heinrichs13等則認為,SNP對于MDS的檢出率并不高。在對33例經MC檢查為"正常核型"MDS患者的SNP分析發現,只有5(15%)例患者檢測到了異常，包括4例患者有UPD和1例患者有3個單獨的"微缺失",有3個UPD分別涉及到3q、4q、17p,另外有2例患者涉及到7q染色體,按IPSS積0分,都屬于低危，但是臨床隨訪發現,這2例患者分別在10個月、12個月后死亡,進展十分迅速，伴有7qUPD的MDS患者是否和7q-/j-樣同屬于高危MDS則需要進一步大樣本的驗證。aCGH在MDS遺傳學檢測中的應用及其對于MDS預后分層的意義
StarczynowskiM等運用aCGH分析了25例伴有"正常核型"的MDS患者，并根據檢測結果把患者分為2組,1組患者具有大于3Mb的總基因異常，另1組則小于或者等于3Mb總基因異常。結果發現，前組患者的生存期短于后組，且差別具有統計學差異。Thiel等對125例經MC法檢查為正常核型的MDS患者進行CGH分析。結果發現，有42例(39%)患者的染色體存在非平衡異常，這些患者和其余患者相比具有更差的預后（26個月vs57個月，p=0.002)。在這42例患者中，有8例患者的異常涉及到4q、5q、7q和21q,這些異常染色體的預后意義不明，另外的34例患者則為個體拷貝數異常。Praulich等的研究也顯示，運用aCGH能檢測出低頻率的隱性染色體異常，這對于MDS的診斷及預后將會帶來重大影響。
小結
