拟南芥——精选推荐

拟南芥

拟南芥培养⽅法的进展研究

拟南芥( Arabidopsis thaliana) 是⼗字花科拟南芥属植物, 虽然没有经济价值, 但具有⽣育期短, 植株个体⼩及基因组⼩等特点,因⽽长期以来⼀直被⽤来作为分⼦⽣物学和传统遗传学研究的模式

实验材料, 作为⾼等植物中具有最少基因组的物种,在科学研究中的地位也是极为重要得。为了与国际接轨, 近年来国内已引⼊了拟南芥作为实验材料。室内培养不仅可以得到试验所需的材料,也可以打破⾃然条件的限制对拟南芥进⾏各种诱导,为拟南芥新品种的培养和种性的改良提供便利条件,掌握拟南芥室内培养技术对顺利开展植物发育⽣物学的研究具有重要的意义。但是,拟南芥属于较难培养的植物,许多因素制约着它的正常⽣长和发育，⽐如，拟南芥种⼦特别⼩, 幼苗很弱, 易夭折, 给它的培养带来⼀定的困难。⽬前,国内很少有实验室具备国外⼈⼯⽓候室培养拟南芥的全⽅位调控条件, 在拟南芥

培养⽅⾯存在成活率低、培养周期长等问题。因此, 掌握拟南芥的培养技术⾮常重要。

拟南芥室内培养⽅法研究

拟南芥室内培养⼀般从种⼦春化开始,经历消毒、育苗、移栽、后期管理、种⼦收集及保存等阶段。通常采⽤⽔培和⼟培两种⽅法。1种⼦的春化

春化作⽤(verna lization)是某些⾼等植物具备成花能⼒所必需的,即通过适当长度和强度的冷处理诱导开花抑制蛋⽩基因沉默,从⽽使植物

具备开花能⼒.近年来的研究已经表明春化过程中特定抑制蛋⽩表达沉默的原因部分是由于染⾊体上特定位点的组氨酸的共价修饰. 种⼦播前需在湿润条件下置4℃冰箱内低温处理3~4 d，对于已在冰箱内保存⼀个⽉以上的种⼦可不必低温处理。2种⼦的消毒

拟南芥种⼦的消毒主要是⽤次氯酸钠溶液和酒精，不同浓度的溶液对种⼦上的病毒和细菌有不同的杀灭作⽤，结合⽂献资料，在本⼈第⼆课堂的实验中（《拟南芥三种培养⽅法的⽐较》），对⽐了三种不同的消毒⽅法，探索消毒⽅法旨在寻找出⼀种对拟南芥种⼦伤害最⼩，并且最有效的消毒⽅法。三种⽅法分别如下2.1

70%的酒精消毒处理5分钟，然后⽤2.6%的次氯酸钠溶液消毒处理10分钟

2.2

75%的酒精消毒处理1分钟，1%的次氯酸钠溶液处理10分钟

2.3

5%的次氯酸钠溶液消毒处理5分钟。

实验⽤品

器材：培养⽫，记号笔，封⼝膜，酒精棉，废液缸，移液枪（配枪头多个），EP管，酒精灯，镊⼦，吸⽔纸，玻璃棒，电热套，⽆菌操作台，⾼压湿热灭菌锅。

试剂：MS培养基原料(见附录)，次氯酸钠溶液，酒精（实验室的次

氯酸钠溶液浓度为10%，酒精浓度为95%，消毒所⽤浓度均需⾃⾏配置），⽆菌⽔。

实验步骤1.配置MS培养基500ML,然后均匀分装到9个培养⽫中。

2.将实验⽤品121摄⽒度灭菌15分钟。

3.⽆菌操作台上进⾏种⼦的消毒⼯作。取等量的拟南芥种⼦分别

装⼊3个灭过菌的EP管中，做好标记，⽤移液器枪取1—1.2ML的消毒液注⼊EP管中对种⼦进⾏消毒。终⽌消毒时间的⽅法是：

在消毒时间快结束时，⽤移液枪将EP管内消毒液洗出绝⼤部分，然后注⼊⽆菌⽔，消毒既终⽌。4.消毒后的种⼦⽤⽆菌⽔清洗5遍，最后⼀遍时保留⽆菌⽔。5.⽤移液枪分别吸⼊⼀定量的种悬浮液注⼊培养⽫中，摇匀使其

均匀分布于培养基上，做好标记。6.⽤吸⽔纸吸去培养⽫内多余的⽔分。

7.⽤剪成约为2CM条状的封⼝膜将培养⽫进⾏封⼝。

实验注意事项：1.灭菌时，移液枪、封⼝膜和记号笔不能⽤⾼压湿热灭菌锅进⾏

灭菌，以免影响其功能，只需在紫外灭菌⽆菌操作台时，⼀并

⽤紫外进⾏灭菌即可。2.注⼊MS培养基的培养⽫进⾏灭菌时，请务必在外⾯的报纸上标

明上下⽅向。3.灭菌结束取出物品时，切忌摇晃。

4.因为EP管的容量为1.5ml，所以每次消毒液取的不易过多或过

少，以1—1.2ml为宜。5.消毒过程中种⼦易沉在EP管底部，造成消毒的不充分，可⽤移

液枪进⾏反复吸取和冲击，是种⼦悬浮起来。不过种⼦从悬浮到静⽌沉淀需要部分时间，在计时时需注意把握。可轻弹EP管壁帮助其加速沉淀。6.⽤移液枪将消毒液吸出也需要部分时间，视操作员熟练程度⽽

定时间长短，此过程中消毒⼀直在进⾏，在计时时要把握好。7.为了保证清洗充分，每次⽤⽆菌⽔清洗的时间不得少于30s。

3育苗

拟南芥的培养⽅法，在国内主要有⼟培，⽔培和培养基培养3种⽅法3．1⼟培法

3.1.1⼟培基本法

把营养⼟和蛭⽯按4: 6, 1: 2或1: 1的⽐例混合均匀, 预先放⼊通⽓良好的花盆内, ⽤⾃来⽔浇透, 待⽔完全渗⼊后15 min, 将经过春化处理的种⼦均匀地播在介质表⾯, 不盖⼟, ⽤塑料保鲜膜罩住花盆, 并在上⾯扎⼏个⼩孔, 薄膜既保证⼩苗所需要的湿度⼜保证了温度。播种后3 d 就可以发芽, 发芽后, 及时把膜揭去, 发芽后发现表⼟⼲了可以浇⽔, 此时⼩苗⽐较脆弱, 浇⽔时, 最好⽤尖嘴洗瓶接近介质表⾯轻轻地浇, 以免把⼩苗冲倒, 不要浇得过多, 以免把

⼩苗淹死, 把握少量多次的原则。⼩苗长⾄3 cm 以上时, 每2 ~ 3 d 浇1 次⽔, 每次要浇透。⼩苗长⼤以后, 需要间苗,最终每株⼩苗应占25 cm2 的⾯积。3.1.2移栽法

将种⼦按照MS 培养基法消毒后, 播在MS 培养基上, 置于4 ℃冰箱

内春化4～5 d , 之后转⼊光照培养。培养4 周后, 将⼩苗移栽到营养⼟和蛭⽯按体积⽐5: 5 混合的培养介质上, ⽤塑料保

鲜膜将盆覆盖2 d 以缓苗, 之后的管理⽅法同⼟培法。3.1.3蛭⽯培养法

将种⼦直接播在蛭⽯中, 播种前⽤营养液将蛭⽯浸润, 然后将春化

的种⼦播种在蛭⽯表⾯, 覆膜。由于蛭⽯不含养分, 在培养时要浇MS 营养液。具体管理⽅法同⼟培法, 但此法浇营养液的时间间隔要⽐⼟培法浇⽔的时间短, 原因是蛭⽯的保⽔性差些。3.1.4沙培法取粗糙的河沙, 洗去沙中杂物, 将春化后的种⼦直接播于沙中, ⽤

塑料保鲜膜将盆覆盖4 d, 以利于种⼦萌发和幼苗⽣长。由于拟南芥种⼦⼩, 撒播时先将种⼦倒在质地较硬的纸上, 然后轻轻振动纸张

便可均匀撒播。由于蛭⽯也不含养分, ⽣育期内也要浇MS 营养液。3.1.5三种基质培养法（第⼆课堂采⽤）

将营养⼟，蛭⽯，珍珠岩按照4：1：2的⽐例配置培养基质，其它⽅法同⼟培法（如图）。3.2⽔培法

在本⼈第⼆课堂实验中，采⽤了⼀套简单易操作的⽔培装置（如图）。

⽔培的营养液为hoaglang培养液（见附录）。3.3MS培养基法

拟南芥种⼦消毒后⽤镊⼦或解剖针点播在灭菌的MS 固体培养基上, 避光, 春化后转到光照培养间, 鉴于拟南芥长⼤后可长之30cm左右，故可⽤锥形瓶盛放ms培养基。以便于拟南芥的⽣长（如图）。

拟南芥室内培养技术的⽐较1. 有⼈曾将⼟培法、蛭⽯法、移栽法和基质培养法进⾏过⽐较实验认为移栽法种植的拟南芥在移栽后需要经过⼀定时间的缓苗期才能

转⼊正常⽣长, 这使拟南芥成活率降低并且发育延迟。在培养⼟中扎根浅, 导致其长势差; 另外, 移栽法种植拟南芥操作费⼯, 对实验

有⼀定要求, 必须在前期培养其培养阶段完全避免污染。蛭⽯培养法因蛭⽯不含养分, 必须在拟南芥全⽣育期内⼈⼯提供养分;另外,

浇⽔后蛭⽯变得黏重, 通透性变差, 易⽣真菌和藻类造成烂根和根系活⼒降低, 因此, 此法培养的拟南芥仍然成活率不⾼且苗弱影响到了后期的开花结果。蛭⽯和营养⼟混合的使拟南芥成活率不⾼且苗弱。

⼟培法是⽬前国内许多实验室使⽤的⽅法, 该法的培养基质过分黏重, 通透性差, 易导致烂根及“烧苗”, 造成幼苗夭折; ⽽且此法培养的拟南芥苗期长势弱, 但其营养⽣长逐渐变旺盛, ⽣殖⽣长延缓, ⽣活周期过长, 不利于加快实验进程。采⽤基质培养法所使⽤的培养介质, 既有拟南芥苗期根系⽣长所需的透⽔和透⽓性, ⼜能为后期⽣长持续提供养分, 且⽔、肥和⽓供应均衡⼀致, 因此拟南芥成活率⾼, ⽣长健壮, ⽣长发育进程快且整齐, 有关指标符合国际上拟南芥报道中的标准, 因此能最好地发挥拟南芥个体⼩和⽣育期短的优点。因此认为,3种基质培养法可作为实验⽤拟南芥的简便易⾏且效果好的⽅法。2.⽔培⽅法可以提供充⾜的营养和⽔分, 产⽣较⼤的更为整齐⼀致的植株, ⽽且可以避免其他培养⽅法中培养介质对根系⽣长的机械限制, 在适宜的光照、温度、养分等条件下, 尤其是相对于⼀些

特殊的栽培要求来说, 可以排除栽培介质的⼲扰,培养出健壮的植株。3.MS 培养基法最不同于其它六种⼏种⽅法, 此法培养的幼苗主要是⽣物技术实验或组织培养中提供外植体的需要, 不能⽤此⽅法繁育种⼦

[ 参考⽂献]

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