拟南芥
拟南芥 (拉丁学名:Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.),俗名为鼠耳芥1,是十字花科拟南芥属双子叶植物。
拟南芥高20-35厘米,不分枝或自中上部分枝,下部有时为淡紫白色,茎上常有纵槽,上部无毛,下部被单毛。其基生叶莲座状,倒卵形或匙形。其茎生叶无柄,披针形,条形、长圆形或椭圆形,花序为疏松的总状花序,萼片长圆卵形,花瓣白色,长圆条形。生于平地、山坡、河边、路边。分布于华东、中南、西北及西部各省区1。
2022年8月29日,中国空间站问天实验舱内的拟南芥种子萌发已成功启动,生长状态良好2。
基本信息
- 中文学名
拟南芥
- 目
山柑目
- 拉丁学名
Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
- 科
十字花科
- 二名法
Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
形态特征
一年生细弱草本,高20-35厘米,被单毛与分枝毛。茎不分枝或自中上部分枝,下部有时为淡紫白色,茎上常有纵槽,上部无毛,下部被单毛,偶杂有2叉毛4。基生叶莲座状,倒卵形或匙形,长1-5厘米,宽3-15毫米,顶端钝圆或略急尖,基部渐窄成柄,边缘有少数不明显的齿,两面均有2-3叉毛;茎生叶无柄,披针形,条形、长圆形或椭圆形,长5-15 (-50) 毫米,宽1-2 (-10) 毫米。花序为疏松的总状花序,结果时可伸长达20厘米;萼片长圆卵形,长约1.5毫米,顶端钝、外轮的基部成囊状,外面无毛或有少数单毛;花瓣白色,长圆条形,长2-3毫米,先端钝圆,基部线形。角果长10-14毫米,宽不到1毫米,果瓣两端钝或钝圆,有1中脉与稀疏的网状脉,多为桔黄色或淡紫色;果梗伸展,长3-6毫米。种子每室1行,种子卵形、小、红褐色。花期4-6月5。
我国内蒙、新疆、陕西、甘肃、西藏、山东、江苏、安徽、湖北、四川、云南等省区均有发现。拟南芥的优点是植株小、结子多。拟南芥是自花受粉植物,基因高度纯合,用理化因素处理突变率很高,容易获得各种代谢功能的缺陷型5。
繁殖栽培
温室中生长
1.播种和发芽
拟南芥可在非无菌条件下,生长在土壤或人工配制的各种培养基中。作为栽植的容器,可根据各自条件置于花盆或格状分离的多穴塑料盘中。常用的混合物有泥炭藓、营养土、蛭石和珍珠岩等,例如珍珠岩∶蛭石:泥炭藓 =1:1:1的混合物,表土:堆肥或腐殖质土:珍珠岩或蛭石 =1:1,1:2或 2:1的混合物。如果用于营养研究则可以蛭石类惰性物质作培养介质,施以配有营养物质的水溶液。栽培拟南芥的介质均要求有良好的排水性,因此一般混合砂子、蛭石等惰性介质,保持良好的排水,防止过湿引起真菌和昆虫幼虫滋生。播种前土壤混合物进行高压灭菌处理 30 min,以杀死可能存在于混合物中的任何害虫。在把土壤混合物置于花盆或其他容器中后,将整个容器置于水或营养液中,靠毛细管作用浸湿介质,然后将处理洗净来的种子,用尖头烧融后的移液管小心移至土表,均匀播下。如果播种量较大,可用浓度为 0.1g/100mL琼脂或砂子事先均匀混合后播种。种子发芽期间必须保持高湿度,故容器可用塑料膜覆盖,保持一周左右方可揭去。
将播有种子的容器移至低温或相应低温条件下,在 2~4℃下 放置 2~4 d,从而于吸胀条件下破除种子休眠,这对新鲜收获的拟南芥种子尤为必要。对大多数拟南芥品系来说其种子是中度休眠的,收获已久的这类生态型的拟南芥种子可免于低温处理,而有些生态型甚至需长达7 d的低温处理。干种子的低温处理往往是无效的。
低温处理后,将盆移至温室或生长室,在 22℃ 左右发芽,夜温可比日温低2℃,用 2000lx的荧光灯给予光照,光周期为18 h光 / 6 h暗(也可24 h光照),在 5 d左右可见拟南芥发芽。拟南芥发芽需光,故防止种子被土覆盖6。
2.生长发育条件的控制
拟南芥一般是冬性一年生植物,自然条件下种子在秋天发芽,幼年期度过冬天,花分生组织在春季分化,种子在夏季成熟脱落。大多数实验室栽植的拟南芥品种在发芽后4周开花,而在4~6周后采集种子。不同拟南芥生态型其发育进程快慢、开花时间早晚、何时成熟等除了取决于遗传性以外,也受外界环境条件的影响。
2.1 光
光对拟南芥生长的影响涉及光强和光周期两个方面。以光强度说,在生长室中一般最适光的光强度为120~150μmol/(㎡ · s),这可通过荧光灯,配以白炽光来达到。在 夏天温室中,60%荫影有助于光强控制和温度调节,高光强或直接太阳光照射对较老植株可以忍受,而年幼植株避免强光。
拟南芥在连续照光和长日下开花加快,短日时开花被阻遏或延迟,这表明拟南芥开花需要长日照光周期,一般至少12 h的光照。在冬季温室中可补充早晚的光照,以满足光周期需要,一般给以16 h光照,8 h暗期为宜。连续光照可促进生殖循环,略微提早开花,但使叶数减少及降低种生成,而较短日照有利于营养生长。
2.2 温度
最适生长温度 为25℃ 左右,稍低的温度也是允许的。当水分供应充足时,植物甚至能在高达34℃ 时生长,但会减少受精。较老的植物能忍受高温,但保持25℃对整个生长周期是有利的。当种子形成时,生长室温度宜设 定在25℃,而温室温度宜在23℃,夜温可比日温低2~4℃为宜。