在ISHH，整个实验周期是比较长的，实验程序也比较繁杂，而杂交在ISHH整个实验中可被认为是“短兵相接”的一步。杂交前的一切准备工作如增加组织通透性都是为了在杂交这一步骤中核酸探针能进入细胞或组织与其内的靶核苷酸相结合。因此，杂交是ISHH中关键的而且是重要的一个环节。杂交是将杂交液滴于切片组织上，加盖硅化的盖玻片，防止孵育过程中的高温（50℃左右）导致杂交液的蒸发。为保证杂交所需的湿润环境，可将其放在盛有少量5×SSC或2×SSC（standard saline citrate， SSC）溶液的硬塑料盒中进行孵育。杂交液的成分和预杂交液基本相同，所不同的是加入了标记的核酸探针和硫酸葡聚糖。

生物领域应用原位杂交技术的例子：

基因表达和调控研究：原位杂交技术可以用于研究基因表达的调控机制。例如，可以标记特定基因的探针，检测该基因在不同环境、不同生长条件下的表达情况，进而研究其表达调控机制。

细胞分化与发育研究：在细胞分化与发育研究中，原位杂交技术常被用于检测和定位特定基因的表达情况，进而了解细胞分化的过程和机制。例如，可以标记与细胞分化相关的基因探针，荧光原位杂交，检测该基因在不同组织、不同发育阶段的表达情况。

植物原位杂交在遗传育种方面的应用主要包括：

异源染色质及多种染色体畸变检测：通过远缘杂交把有用遗传物质基因的异源染色质渐渗到植物中。如带有几种抗病基因的黑麦1R染色体已被整合到许多高产的小麦品种中。原位杂交技术则是鉴定外源染色体(质)的有效手段。

基因组印记研究：基因组印记是指一个基因的两条染色体上的DNA序列存在差异。通过植物原位杂交技术，可以检测到基因组印记的存在和分布，从而帮助确定基因组的进化、遗传和功能特征。

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