FISH技术，全称为：fluorescence in situ hybridization。20世纪70年代，人们开始使用荧光标记的原位杂交，即FISH技术。它是一种关键的非放射性原位杂交技术。该技术是一种将分子生物学技术与细胞遗传学技术相结合的实验手段。该技术利用荧光标记的特定核酸探针，与细胞或组织切片中的靶标DNA或RNA序列进行原位杂交，通过荧光显微镜或激光共聚焦显微镜观察杂交信号，从而实现对靶标分子在细胞内的定性、定位及相对定量分析。
FISH技术的荧光试剂和探针经济、安全。探针稳定，一次标记后可在两年内使用。实验周期短、能迅速得到结果、特异性好、定位准确。FISH可定位长度在1kb的DNA序列，其灵敏度与放射性探针相当。多色FISH通过在同一个核中显示不同的颜色，可同时检测多种序列。
小麦是全球粮食安全的关键作物，提高穗部生产力是重要的育种目标，然而传统分子手段难以在单细胞分辨率下解析麦穗发育调控网络，制约了高产育种研究的深入。针对这一应用难题，加州大学戴维斯分校利用单分子荧光原位杂交（smFISH）技术开展了系统性研究。
研究团队首次在小麦中整合smFISH与单细胞RNA测序（scRNA-seq），对48,225个细胞中99个基因在麦穗早期三个发育阶段的表达进行了高分辨率空间定位，鉴定出21个具有独特基因表达谱的空间细胞簇。借助smFISH空间锚定，团队将74,464个基因的表达信息精确映射至scRNA-seq鉴定的23个单细胞簇，构建了首个高分辨率小麦穗发育空间表达图谱。基于此图谱，该团队进一步利用诱导突变体揭示了LFY在节间分生组织、SPL14在花序分生组织及FZP在颖片腋中的关键功能[1]。
[1] Xu X, Lin H, Zhang J, et al. Spatial and single-cell expression analyses reveal complex expression domains in early wheat spike development. Genome Biol. 2025;26(1):352. Published 2025 Oct 13. doi:10.1186/s13059-025-03811-3
