拟南芥

　　拟南芥 （Arabidopsis thaliana）又名鼠耳芥，阿拉伯芥，阿拉伯草。属被子植物门，双子叶植物纲，十字花科植物，拟南芥基因组大约为12500万碱基对和5对染色体。

　　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。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。1

　　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。1

　　主要价值

　　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，被科学家誉为“植物中的果蝇”。

　　栽培技术温室中生长

　　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。2

　　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。

　　对于许多迟开花的拟南芥生态型来说，幼苗期要给以4℃左右处理一个时期（如几周），以完成春化作用，从而在长日下促进开花。而对于常用的拟南芥生态型 Landsbergerecta和Columbia则不需作春化处理就能 开花。 必须注意这里的低温春化处理是不同于播种时破除休眠的低温处理，破除休眠的低温处理又称层积处理（stratification）。

　　2.3 水分

　　在种子发芽后的头几周里，理想的供水是来自毛细管由下至上的渗水，只有当土壤呈现干旱时适时灌溉。过量供水会引起土表藻类和真菌的生长。在拟南芥头两片真叶开始伸展之前必须避免干旱，当真叶长出后，灌水频率可相应减少，如每周一或两次，而至长角果充实阶段必须保证水分供应，以利于种子形成。浇水时最好待90%左右的穴盘或花盆完全干燥之后进行。不仅土壤供水状况影响到拟南芥的生长发育，而且湿度也会影响水分供给。虽然湿度的增加（如 50% ～60%）会大大减少土表干旱的影响以及发芽着的幼苗脱水危害，但一般说来拟南芥植株，包括幼苗都能忍受低湿度，处在莲座状阶段的植株可在不同湿度下生长，当长角果进入成熟阶段时，较低湿度（如