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拟南芥作为模式生物的研究及其应用近年来，拟南芥作为模式生物在生物科学领域中得到越来越广泛的应用，成为基因研究、生命科学、植物研究等领域中不可或缺的一部分。
本文将介绍拟南芥的简要概述、它的研究意义及其应用。
一、拟南芥的简要概述拟南芥又称阿拉伯芥，是一种野生的十字花科植物，原生于欧亚大陆和北非地区。
其茎干和叶片均为绿色，上有细小的毛发。
花呈白色或淡紫色，直径小于1厘米。
拟南芥生长速度快、品种多、繁殖容易，在科研领域中被广泛应用。
二、拟南芥的研究意义1.作为基因研究的模式生物拟南芥作为基因研究的模式生物，具有以下优点：基因组大小小、具有根状突起、矮化的基因型、组织培养方便、可由玻璃甚至纸材料提供营养等。
这些特点使得该植物成为研究基因的最佳模式生物。
同时，拟南芥的基因组已被测序，基因的位置与功能已经明确，使得对基因研究的理解更加深入。
2.用于生命科学的研究同时，拟南芥在生命科学领域中也有重要的作用。
科学家们可以利用拟南芥的特殊性质来进行基因突变、转化和表达等的研究。
例如，基于拟南芥研究，科学家们成功构建出基因编码的蛋白质，从而在人体基因突变或失调时进行更好的研究。
3.植物研究的重要工具在植物研究中，拟南芥被广泛应用于植物学的各个领域中。
例如，作为植物学的模式生物，拟南芥可以被用来分析植物形态发育，探究其内部发育机制，对于改良植物形态、增加植物产量等有重要贡献。
此外，拟南芥也可以被用作对抗植物病害和促进植物抗逆能力等方面。
三、拟南芥的应用1.基因编辑基因编辑技术是指改变基因序列，从而使其产生或失去所需的特定功能。
拟南芥在基因编辑方面担当着重要的角色。
科学家可以利用CRISPR Cas9的技术，通过拟南芥的基因编辑或基因敲除来寻找植物基因。
这些技术可以实现植物生长和发育的各种变异，为科研提供了重要的手段。
2.药物研究拟南芥还被广泛应用于药物研究。
科学家们使用拟南芥来研究最终产生药物的植物代谢通路和酵素。
同时，发现药物生产的最佳条件，也依赖于拟南芥的研究。
拟南芥模式植物基因组研究拟南芥（Arabidopsis thaliana）是一种小型草本植物，非常适合作为模式植物进行基因组研究。
作为全基因组已经测序完整的植物之一，拟南芥的基因组研究已成为植物学领域的重要研究领域之一。
一、拟南芥基因组特点拟南芥基因组大小约为125兆碱基对（Mbp），其中包含5个染色体和25000多个基因。
其基因组相对简单，只有 ~ 15% 的DNA编码蛋白质，大部分是非编码RNA。
此外，拟南芥还具有双倍体基因组、小基因家族、低韧皮性及自交等特点，使得其成为一种研究基因功能的理想模型。
二、利用拟南芥进行功能基因组学研究拟南芥是一种经典的遗传模型植物，具有高度可控性和可重复性，其遗传和发育转录组学数据较为完整，使其在功能基因组学研究领域具有很多应用。
例如，拟南芥可以被用来探索基因网络、研究基因和环境交互作用、拓展代谢途径等。
利用拟南芥研究基因网络的目标是探索不同基因之间的相互作用，这是理解细胞内生物反应和物质代谢网络的重要步骤。
通过构建看似简单的基因互作网络，可以解释很多现象。
例如，对拟南芥维管束发育的研究表明，其拟南芥基因组中多个基因的突变都会影响维管束分化和发育，而这些基因在蛋白质互作网络中互相联系，共同作用于维管束的发育过程。
拟南芥基因组研究还可以帮助我们探索植物基因与环境相关的交互作用，从而了解许多植物性状如何受到环境因素的影响。
例如，拟南芥可以用于研究环境中物质的吸收和代谢，例如水分利用效率和盐耐受性，这些研究可以为生态学和农业生产提供重要的信息。
三、基于拟南芥的基因编辑技术基因编辑是指利用分子生物学手段，针对特定基因进行精确的改造和修复。
利用某些基因编辑工具，例如CRISPR/Cas9，可以方便性地实现特定基因的改造和编辑，从而实现拟南芥基因组工程。
这种技术可以用于研究基因的功能，也可以用于创造优良的耐逆转基因植物。
基因编辑的研究进展迅速，有助于生产显性抗性基因和克服抗性基因的缺陷，为发展更为耐逆的品种提供了帮助。
拟南芥作为模式植物在分子遗传学研究中的应用引言拟南芥（Arabidopsis thaliana）作为小草本植物，其外观和生理特性与其它的植物种类几乎没有什么区别。
但是，由于拟南芥有许多独特的特性，能够在分子遗传学、生化学等领域中进行研究。
本文将从分子遗传学的角度，阐述拟南芥作为模式植物在研究中的应用。
第一章：拟南芥基因组测序拟南芥是与人类、昆虫、哺乳动物等有相似性的模式生物，其基因组已在2000年完成了初步测序。
此后，拟南芥的进化树模型、基因表达的定量和定位研究，基因功能和调控机制研究等领域都有了很大的进展。
该基因组大小为125 Mbp，含约2.87×10⁵个基因序列，约占拟南芥基因组的半数，这些序列编码了多种功能蛋白和功能RNA，如转录因子、激素合成和信号传递、代谢物的生物合成等。
第二章：拟南芥作为基因敲除模式植物拟南芥基因组测序是研究拟南芥发展、生长、种子形成等方面的基础。
借助拟南芥基因组测序，我们可以进行基因敲除。
通过基因敲除，我们可以研究一个基因在植物发生、发展中所扮演的角色和机制，可以通过敲除不同基因，找出控制植物特定抗性、花期、营养代谢、根系生长等复杂性状的基因或基因组。
第三章：基因组水平和转录组水平上的研究基因组水平的研究可以使我们了解整个基因组中基因的数量和排列方式，以及某些基因可被表达的时间和空间。
转录组水平的研究可以揭示一个组织或细胞中所有转录所参与的基因。
因此，基因组水平和转录组水平的研究都是非常重要的，它们使得我们可以更好地理解植物的生理和分子机制。
第四章：生物技术的应用基于拟南芥在分子遗传学研究中的应用，许多生物技术也可以得到应用。
例如，近年来克隆和表达优化就是借助了拟南芥高效表达来完成的。
此外，拟南芥作为两项先进技术-基因转化和CRISPR/Cas9技术的模式生物，基因编辑、转基因等科技也可以得到很有效的开发。
结论作为模式植物，拟南芥在分子遗传领域的研究是非常重要的。
拟南芥基因组的研究及其对植物基因组学的贡献拟南芥，是一种小型模式植物。
由于其体型小且短短的生命周期，拟南芥成为了研究植物基因组学的理想物种。
本篇文章将介绍拟南芥基因组的研究进展以及其对植物基因组学的贡献。
拟南芥基因组的研究2000年，国际合作完成了拟南芥基因组的测序，这项基因组测序是第一个完成测序的草本植物基因组。
拟南芥基因组大约有1.2亿个DNA碱基，分布在5个染色体上。
这项测序成果使得研究者能够以前所未有的方式研究植物基因组学。
拟南芥的基因组测序为植物基因组学领域带来了划时代的进展。
现在，科学家们可以利用这个基因组测序数据库，进行多种类型的研究，包括整个基因组水平、基因的表达和功能以及基因组同源性。
同时，还可以利用该基因组测序来预测和识别新的基因，并探寻不同生态类型之间的遗传差异。
拟南芥基因组对植物基因组学的贡献拟南芥的研究为植物基因组学做出了重要的贡献，以下将列出其中一些最重要的方面。
1. 功能基因组学研究拟南芥基因组的测序使得科学家们能够对植物功能基因组学进行更深入的研究。
功能基因组学是一种通过分析基因组的组成和功能来揭示基因组生物学的方法。
利用拟南芥的基因组测序数据库，科学家们可以确定某些基因是如何在不同发育阶段和不同的环境条件下发挥作用的。
2. 基因组水平的进化研究基因组水平的进化研究是另一个拟南芥基因组研究的重要分支。
近几年来，研究者们已经成功地比较了拟南芥和其他植物基因组，这样就能够进一步了解不同物种之间的遗传差异和物种分化的历史。
3. 遗传改造和实验手段的发展利用基因组测序和功能基因组学的研究成果，科学家们可以更准确地了解拟南芥的基因调控机制。
这一研究成果，为拟南芥的遗传改造和实验手段的发展提供了可能。
这一领域的进展使得科学家们能够更有效地利用拟南芥作为研究模式植物的平台。
结论总之，拟南芥基因组的研究已经为植物基因组学的发展和进步做出了重要的贡献。
作为模式植物，拟南芥为科学家们提供了探索植物基因组生物学的独特平台。
拟南芥作为模式植物的基因功能研究拟南芥(Arabidopsis thaliana)，一种小型的芥菜科植物，由于具有生长快、遗传学易、基因组小、适应性强等特点，成为国际上广泛使用的模式植物，用于研究植物基因功能、生物学和生物技术等领域。
本文将从基因功能研究的背景、研究方法、成果及应用等方面阐述拟南芥作为模式植物的基因功能研究。
一、基因功能研究的背景随着生物科技的发展，人们逐渐了解到生命的构成不再是仅仅由肉眼可见的器官，细胞以及前所未知的基因构成，而这些构成还遵循着特殊的规律，而所谓的生命也就是这些规律的展示和执行。
基因是遗传信息和生物体结构与功能的基础，对于细胞、组织、器官、个体、群体的形成、发育、生长、适应、代谢、进化等均有着至关重要的作用。
通过基因的准确描述和塑造，可以探究生命本身的特征，揭示生命存在的法则，从而推进生命科学的研究。
在过去的几十年中，越来越多的研究者开始了解到，基因研究的突破性进展往往来自于模型生物的研究。
模式生物是指在进行基础生物学研究时所使用的生物种群，通常具备以下特点：生长快、生育期短、相对小型、遗传学易、基因组小、适应性强、工作形成成熟。
二、研究方法作为模式植物的拟南芥基因功能研究，其研究方法主要分为以下三种：遗传学、分子学和生理学。
1. 遗传学方法遗传学方法主要包括突变体筛选、遗传连锁分析、分子标记分析、基因克隆和功能验证等关键步骤。
其中最重要的是突变体筛选，拟南芥突变体可分为自然突变体和人工突变体两类。
自然突变体指自然发现的具有不同性状的拟南芥个体，而人工突变体则是透过人工施加物质、辐射等诱变因子，诱导拟南芥作出基因水平上的变化的植株。
通过突变体筛选，可以筛选出具有特定性状并带有单个基因突变的突变体，以便进一步分析所筛选的基因的功能。
2. 分子学方法分子生物学方法是一种在基因水平上分析拟南芥基因功能的方法。
主要包括基因克隆、分子检测和基因表达等关键步骤。
基因克隆是将目标基因从其天然环境中提取出来，并将其插入到载体中，以便在体内或体外进行分析和操作。
拟南芥作为模式植物的生物学研究近年来，拟南芥（Arabidopsis thaliana）作为模式植物在生物学领域得到了广泛应用，被誉为“植物界的小鼠”。
拟南芥不仅长得小巧玲珑，生长周期短，而且基因组完全测序，基因、蛋白质相互作用关系和生命过程得以较为完整地研究。
本文将从拟南芥的基本特征，其重要性及应用领域、拟南芥重要的生命过程研究、拟南芥基因和基因组研究等方面进行阐述。
一、拟南芥的基本特征与应用背景拟南芥是一种小型双子叶植物，生长周期为6周左右，在2月左右可以开始种植，到4月底即可形成完整的植株。
它的体型较小，只有20～25cm高，通常在实验室中以种子的形式进行繁殖和种植，研究人员可以在一个小生长舱中同时培育多个拟南芥植株，在不同条件下进行研究。
这些特点使拟南芥成为了理想的研究对象，成为了许多遗传学、生物学和生命科学实验室中的重要实验材料。
利用拟南芥进行生物学研究的典型应用有：发掘新基因、获得新信号途径、了解蛋白质互作和调节、解析生长发育过程、药物发现和创新等。
基于基因和生命科学的研究日益深入，机理的解析和发现正波及到其他领域，拟南芥的作用也因此被赋予越来越重要的价值。
二、拟南芥的生命过程研究研究拟南芥的生活过程，可以深入了解植物的形态构造，生长发育过程、生物功能及其实现机制。
拟南芥的主要发育过程包括种子萌发、茎叶生长、坐果发育及成熟等。
其中种子萌发是拟南芥生命周期中的第一个重要生命过程。
种子萌发过程中与植物的干细胞和分化状态相关的基因也得到了广泛的研究。
例如，与植物根发育有关的基因MSMs，在拟南芥的生长中已被证明是非常重要的基因之一。
MSMs基因没有被完全表达，它通过抑制大部分细胞分化，使得未分化的细胞在生长中不断繁殖。
另外，拟南芥花部的结构也是研究重要的一部分。
拟南芥属于十字花科，花中包含着可供探究的遗传变异和繁殖机制。
现代遗传学的研究证实，在拟南芥的花部有许多性状与基因程度的相互关系，使科学家能够深入探究基因和生命的奥秘，同时为育种学和环境学提供了理论基础。
2023年第1期中 国 甜 菜 糖 业2023No.1研究简报模式植物拟南芥的研究之路0 前言拟南芥(Arabidopsis thaliana )属被子植物门,双子叶植物纲,十字花科植物(十字花科常见植物有油菜、萝卜等),为鼠耳芥属。
在所有已知的开花植物中,拟南芥是研究得最清晰明确的植物,被誉为植物基因研究中的“模式植物”。
人们借助它来探索植物的奥秘,堪称植物界的果蝇。
图1 拟南芥的形态(《中国植物志》)1 拟南芥研究的兴起可以说Friedrich Laibach 是拟南芥研究的奠基人。
早在1905年在他的博士研究中指出拟南芥只有5对染色体。
Friedrich 和他的学生提出利用自然变异分析拟南芥生理特征,如花期和种子休眠等。
此外,Friedrich 率先启动了用X 射线处理拟南芥的项目,因此第一个被诱变的拟南芥突变体由他的博士生分离得到。
此后,在20世纪50年代,一个具有里程碑意义的事件是George P.Rédei 在美国密苏里大学创建拟南芥研究实验室。
1965年,Gerhard Ro bbelen 在德国哥廷根召开了第一次国际拟南芥会议。
他还从1964年开始刊发拟南芥信息服务实事通讯(AIS),并负责维护运营拟南芥种子库。
1975年,Rédei 发表在Annual Review of Ge⁃netics 上的关于拟南芥作为模式遗传植物的优秀综述文章,引发了拟南芥研究热潮,对推动拟南芥研究进步起到了关键作用。
在植物发育领域,David Meinke 在1976年读研究生时开始研究胚胎致死突变体,最终在Devel⁃opmental Biology 上发表了关于使用拟南芥作为研究胚胎发育模式植物的论文。
20世纪80年代及以后,Chris Somerville 和他的同事在推广拟南芥研究方面发挥了重要作用。
他们的早期工作验证了突变体分析在植物生理生化方面的价值,开展了一系列卓有成效的研究工作。
模式植物拟南芥遗传应用综述摘要：拟南芥作为一种比较经典的“模式植物”，在研究相关的其他生物的生命活动规律中，因其结构简单，相似性高，而表现出其他生物无法比拟的优越性，成为了科学家们最理想的研究对象。
本文分别从问题的提出、历史的发展、现状的分析和前景的预测四个方面对拟南芥在科学界的地位及作用进行了综合性的总结和叙述。
关键词：拟南芥；模式植物；遗传；应用一、前言纵观过去和现在，科学界对拟南芥的重视程度以及拟南芥在生物遗传学的地位有着巨大的差异。
尤其是近几年来，科学界对拟南芥的热衷程度日渐加深，完全不同于90年代以前的冷淡。
而且现在的科学家们对于拟南芥的研究方向是各种各样的，越来越广泛。
本文就是对拟南芥在不同研究课题下所起的作用、在遗传应用上所表现的优越性进行一个总结性的综述，探讨产生此种现象的原因，从而得出此种作物在生物学上的大致研究方向，并作出相应的前景预测，让我们对它的研究潜力进行进一步的挖掘，让它的贡献更大化。
此外，也希望通过本文，让大家对拟南芥在过去和现在的发展有一个更加清楚的了解，把握住大致的脉络，并对今后的研究提供相应的指导和帮助。
二、历史的发展：虽然孟德尔以豌豆为实验材料开创了现代遗传学, 后来麦克林托克又研究了玉米, 发现了惊人的“跳跃基因”, 但总的来说, 这些植物都不是研究分子遗传学的良好材料。
高等植物通常需要较大的种植面积, 特殊的条件, 而且繁殖周期长。
更糟的是, 植物的基因组通常都很大（例如, 玉米的基因组比果蝇的大两个数量级）, 使人们难以分离到特定的基因[1]。
因此, 虽然K’Roberts早就认为植物是研究发育的良好系统,但迄今为止, 在研究植物的细胞分化和形态发生等方面一直进展迟缓。
长期以来, 分子生物学家们一直希望能在植物中找到象动物中的黑腹果蝇(Drosophila me-lanogaster)那样繁殖快, 易于在实验室中培养,并能用分子生物学和遗传学技术进行广泛研究的实验材料,以便从根本上改变植物遗传学研究的长期落后状况。
拟南芥作为模式植物的优势及其在研究中的应用拟南芥是一种小型草本植物，属于十字花科，被广泛应用于遗传学和植物学领域，成为了模式植物之一。
一、拟南芥的生物学特征拟南芥是一种小型植物，常见高度约在10-20厘米，全年生长期长，大约需要5-7周时间来完成生命周期。
拟南芥生长速度很快且容易培养，因此被广泛应用于生物学研究中。
二、拟南芥在遗传学研究领域的优势1. 遗传变异丰富：拟南芥存在着大量的基因和遗传变异类型，因此可以用于研究不同基因的功能和调控机制。
2. 易于繁殖：拟南芥的生长速度快，繁殖能力强，可以在基因编辑和纯化操作中大量繁殖，可用于复杂的基因分析。
3. 可进行基因操作：拟南芥的基因组序列已被完整测序，可以进行基因编辑操作，易于研究基因在不同环境下的表达和功能。
4. 易于观察：拟南芥的花和叶片易于观察和分辨，方便识别基因的表达范围和影响，研究其作用和机制。
三、拟南芥在植物学研究中的应用1. 功能基因研究：拟南芥可以通过诱导突变或基因编辑等方法轻松筛选出与特定功能相关的基因，并进一步研究其作用机制和调控途径。
2. 发育与形态建成研究：拟南芥具备三次元的器官构建、花序追踪和形态指纹等优势特征，是研究植物的形态和结构生物奥秘的理想模型。
3. 生理学研究：拟南芥可以用作生理学研究的实验材料，如光周期调节生长、温度、水分和营养素等因素对植物生长的影响等，还可以用于药物等物质的研究。
四、结论总之，作为模式植物，拟南芥在遗传学和植物学研究领域中具有独特的优势和应用价值。
随着植物科学的不断发展，相信未来植物学领域中的众多问题将慢慢被拟南芥所揭示。
基于拟南芥的植物基因组学研究植物基因组学是现代植物生物学的一个重要研究领域，旨在通过对植物基因序列进行深入的研究，揭示植物的基因结构、功能和调控等方面的信息。
在过去的几十年里，随着高通量测序技术和计算生物学手段的发展，植物基因组学研究得到了突破性进展。
在这一领域中，拟南芥（Arabidopsis thaliana）成为了最重要的模式植物之一，因为它具有许多优点，如易于培养、基因组序列已经完全解码、遗传和发育研究历史较长等。
下面，我们将结合拟南芥，介绍植物基因组学研究的相关内容。
一、拟南芥基因组的基本特征拟南芥是一种由十字花科植物协会（Brassicaceae）的Arabidopsis属中的一种模式植物。
它的基因组大小为125 Mb，分为5个染色体，包含约3.5万个基因。
拟南芥的保守基因组组成和快速多样化性质，使其成为广泛研究的对象。
与许多其他植物一样，拟南芥也拥有一组水印基因，这些基因对干旱和盐胁迫有强烈的反应。
此外，拟南芥还拥有一些独特的基因，包括“偶极子”基因和“小RNA”基因等。
二、拟南芥基因组的注释和功能研究拟南芥的基因组序列已经解码，但这并不意味着我们对其中所有基因的功能都了解清楚。
为了了解拟南芥的基因组注释和功能，研究人员进行了大量的生物学实验，例如基因敲除、表达分析、蛋白质互作等，以揭示其生化途径、代谢物和调节模式等底层信息。
其中，基因敲除是揭示基因功能最有效的方法之一。
通过利用基因编辑技术（CRISPR/Cas9）以及突变体筛选、生长和发育分析等手段，最近确定了大约6000个在拟南芥发育过程中具有功能的基因。
此外，还确定了几十个与干旱适应相关的盐胁迫反应基因，这些基因在拟南芥中具有重要用途。
三、拟南芥和转录组学除了基因组的研究，转录组学也是研究植物基因组学的重要领域之一。
拟南芥的转录组谱系图是与约40个生长和发育过程相关的转录因子相互作用的结果。
该过程扮演了许多步骤，如开花时间的调节、发育阶段的控制和调节细胞分裂等。
本科毕业论文(设计)文献综述题目模式植物拟南芥的初步研究姓名刘云慧学号062101033专业生物工程指导教师陈春丽职称副教授中国·武汉二○一○年五月模式植物拟南芥的初步研究摘要：拟南芥（Arabidopsis thaliana）属于十字花科(Brassicaceae)。
由于其具有其他植物无法替代的特点，拟南芥是一种著名的研究有花植物的遗传、细胞、发育、分子生物学研究的模式植物。
另外，拟南芥基因组是第一个经过完全测序的高等植物基因组,这就奠定了拟南芥研究的必要性和重要性。
在过去的20年中，拟南芥作为模式植物广泛用于植物生命科学研究。
关键词：拟南芥；模式植物；基因组；研究拟南芥(Arabidopsis thaliana)属十字花科，与白菜、油菜、甘蓝等经济作物同属一科。
拟南芥本身并无明显的经济价值，但拟南芥的全基因组测序工作于2000年完成，是个其成为植物界第一个被完整测序的物种[1]，使得它越来越多地被作为一种模式生物加以研究。
拟南芥的研究历史在自然界中，拟南芥主要分布于温带，一般生长在野外干燥的土壤中。
历史上对拟南芥科学研究的记载最早可追溯至16世纪，由德国学者Thal在德国北部的哈茨山区中首次发现并记录了这个物种。
19世纪分类学家Heynhold将其命名为Arabidopsis thaliana。
现在人们在世界各地共收集到750多个拟南芥生态型，这些生态型在形态发育、生理反应方面存在很大差异。
在拟南芥的众多生态型中最常用的三种是Landsberg erecta(Ler)、Columbia(Col)、Wassilewskija(Ws)。
在1873年，Braun报道了他在柏林郊外发现的一种拟南芥突变体，这可能是拟南芥研究历史中所发表的最早一项在分类学之外的研究工作。
Laibach在1907年首次报道的对拟南芥染色体的研究并最终确定了拟南芥具有5条染色体。
Laibach于1943年详细阐述了拟南芥作为模式生物的优点，并在他之后的工作中大力推动了对拟南芥的研究。
1986年，Meyerowitz实验室首次报道了对拟南芥中一个基因的克隆。
同年，Horsch实验室报道了根癌农杆菌介导的T-DNA对拟南芥进行的遗传转化[2]。
在之后的几年中，相继报道了T-DNA插入突变基因的克隆、基于基因组图谱的基因克隆。
这些突破使人们逐渐认识到拟南芥作为实验材料对植物生命进行探索的价值。
1.拟南芥的特点拟南芥作为一种模式植物,具有其它植物无法替代的优点:(1)生长周期短,整个生长周期,从发芽、莲座叶的长成,到主花序的形成、第一粒种子的成熟可在6周内完成;(2)基因组小,125Mbp(水稻基因组430Mb,玉米基因组4500Mb),约25900个基因;(3)基因组仅有5条染色体,113亿个碱基对,其染色体数量是玉米的1/20;(4)具有双子叶植物的所有特性,整个生命周期同样经过细胞的分裂、生长发育、分化、衰老、死亡等一系列生物学现象;(5)有效的农杆菌介导转化途径,易获得大量的突变体和基因组资源;(6)在有限的空间内可大量种植，体形小,占地少，成熟植株一般15cm～20cm高,莲座叶长度不超过5cm；(7)收获大量的种子每株拟南芥可产生多达5000粒种子；(8)生活力强，用普通培养基就可作人工培养[3]。
由于有上述这些优点，所以拟南芥是进行遗传学研究的好材料。
2.拟南芥研究的主要方法在拟南芥研究中，使用最多的研究方法是遗传学研究的策略，包括正向遗传学和反向遗传学[4]。
正向遗传学遵循的原则是从突变体表型分析基因功能认识的思维模式，最先关注的是突变体。
譬如，如果要研究与植物抗盐机理有关的基因调控过程，可以先用化学、物理或者生物的方法将野生型拟南芥诱变，然后在盐胁迫的条件下进行突变体的筛选。
如果在诱变群体后代中出现了对盐胁迫条件反应不同于野生型的个体，如比野生型更加抗盐或者不抗盐的表型，这种个体就是突变体。
这种植物对盐胁迫的不同反应可能就是因为突变体中某一个基因变化所造成，而这个基因必定与植物的抗盐机制有关。
在得到了这样的一个突变体之后，可以对其的突变基因进行定位和克隆的等处理。
可以更深入地了解这个基因的功能，并分析它是以何种形式影响了植物的抗盐途径以及与抗盐途径中其他相关基因的关系。
对正向遗传学来说，突变表型是所有研究工作的源头。
如果一个基因突变之后没有显著的表型改变，那它的突变体也就很难在筛选过程中被发现。
因此，正向遗传学不适用于研究这类基因。
事实上，拟南芥中有许多基因都存在功能上的多余性，即某些基因在功能上可以部分互相替代，其中一个基因的突变往往不会产生十分明显的表型变化。
这些基因在蛋白质序列上也往往会存在着很高的同源性，通常把它们称为一个基因家族[5]。
反向遗传学是指在已知某个特定基因序列的前提下去探索这个基因的功能。
例如，可以利用已知的基因序列构建该基因的反义RNA或者双链RNA结构，用这样的构建去转化野生型植物。
这种构建在植物中有可能干扰其内源基因的表达，甚至干扰该基因所在的家族基因的表达。
根据一些基因受到干扰后出现的表型，可以推测这个基因或者与其同源的基因的功能。
此外，反向遗传学研究还可以用在不同时空表达的启动子来驱动已知序列基因的表达，研究该基因过量表达或者时空异位表达时的植物表型，推测该研究基因的功能[6]。
3.拟南芥基因组分析对拟南芥基因组全序列的分析表明,拟南芥的进化过程中包含了一个全基因组的复制,随后又发生了某些基因的缺失及重复复制,而且叶绿体和线粒体中的一部分基因转移至核基因组中也丰富了核基因组的内容。
与线虫及果蝇相比,拟南芥基因组编码的11000个蛋白质家庭中虽然包含了许多新的家族,但也缺少了几种常见的蛋白质家族[7]。
这一结果表明在这3种多细胞真核生物中,一系列的普遍蛋白经历了不同的扩增及收缩过程。
例如,根据序列分析,拟南芥中13%的基因与转录及信号转导有关,其中只有8%～23%的蛋白质可在其它真核生物基因组中找到相关基因,这反映了许多植物转录因子的独特进化过程[6]。
通过与已知功能的基因序列进行比较,可大致确定拟南芥中多数的基因功能。
但在事实上,了解某一类基因的普遍功能并不等于洞察了这一基因在特定有机体中所扮演的特殊角色。
例如知道一个基因编码激酶或转录因子对了解这一基因如何控制生命过程没有任何帮助。
而对拟南芥基因组研究的最终目的是为了认识所有基因并了解它们的功能,因此,随着拟南芥基因组序列的完成,第二阶段的工作就是改进并发展基于序列的更为有效的基因功能的研究方法[8]。
4.基因组研究涉及的重要技术全长cDNA文库的建立[9]:功能cDNA测序是基因组测序的重要组成部分,构建全长cDNA文库是测序的基础。
表达序列标签(Expressed sequence tags,ESTs)[10]:表达序列标签(ESTs)是cDNA的部分序列,平均长度为300～500bp,通常是从已有的cDNA文库中随机取出几百到几千个克隆并对其3′或5′端进行单轮自动一次测序产生,所以称为表达序列标签,一般使用载体多克隆位点互补序列作通用引物。
DNA芯片(DNA-chip)[11]:DNA芯片或微阵列(DNA chip or microarray)技术是近年发展起来的又一新的分子生物学研究工具。
DNA芯片技术就是一种大规模的集成的核酸分子杂交。
图位克隆(map-based cloning)[12]:又称定位克隆(positional cloning),用该方法分离基因是根据目的基因在染色体上的位置进行的,无需预先知道基因的DNA序列,也无需预先知道其表达产物的有关信息。
基因表达连续分析技术(SAGE,Serial Analysis of Gene Expression)[13]是系统分析基因表达差异的一种重要的方法。
它的理论依据是:来自cDNA3’端的一段9211bp的序列能够区分基因组中9%的基因,这一段序列被称为SAGE的标签。
将这些SAGE标签通过接头连接起来后,对其进行序列测定,根据这些序列中标签的存在与否及存在频率可以判断此标签所代表的基因在特定组织或条件下是否表达及表达强度。
RNA干扰[14]:RNA干扰(RNA interference，RNAi)现象广泛存在于生物界。
指将与靶基因的转录产物mRNA对应的正义RNA和反义RNA组成的双链RNA (double stranded RNA，dsR2NA)导入细胞,并被切割成21～23个核苷酸长度的短核苷酸双链，在其它作用因子的参与下能够特异地与其同源的mRNA结合并导致其降解，从而使得内源基因不能表达,导致内源基因的沉默。
5.展望随着拟南芥全基因组测序工作的完成，对拟南芥的研究已经进入了“后基因组时代”。
研究者们现在可以快速有效地利用多种手段去研究一个基因、一条调控途径乃至整个调控网络的生物学功能。
拟南芥基因组测序的完成使得大量涉及重要生命过程的基因被发现。
作为模式生物，拟南芥为我们提供了一个契机。
植物的生长发育与环境的联系更为密切，它既需要不断地感受并适应外界的变化，同时又必须保持内部代谢的平衡和稳定，在某种程度上植物具有更为复杂的信号整合网络。
在人们认识了一些基本的调控途径以及找到了这些途径中的元件之后，通过分析拟南芥中的各种生理过程获得相关知识,将大大加速我们对农作物中相应过程的了解并为作物改良提供了理论基础。
通过拟南芥突变体库项目的研究,将获得一批参与调控农作物产量、品质、抗逆性、抗病虫以及能高效利用水分和养分等重要性状的基因。
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