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Modification of Indoor Culture Techniques for Arabidopsis thaliana

拟南芥室内培养技术



全 文 :植物学通报 2004, 21 (2): 201~204
Chinese Bulletin of Botany
①国家自然科学基金资助项目(30170094)。
②通讯作者。Author for correspondence. E-mail:chongk@ns.ibcas.ac.cn
作者简介:李俊华,男,1 9 7 7年出生,硕士研究生,目前从事植物花发育的分子生物学和植物遗传育种
研究。种康,博士,中国科学院植物研究所研究员,博士生导师。研究方向:植物发育功能基因组学。
王辉,西北农林科技大学教授,博士生导师。研究方向:小麦遗传育种。
收稿日期:2003-03-13 接受日期:2003-06-16 责任编辑:孙冬花
拟南芥室内培养技术①
1,3李俊华 2张艳春 1徐云远 1种 康② 3王 辉
1 (中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室 北京 100093)
2 (华东师范大学生物学系 上海 200062) 3 (西北农林科技大学农学院 杨凌 712100)
摘要 本文报道了室内培养拟南芥的一些简便易行的改进技术。采用我们改进的营养土、蛭石、素沙
混合培养介质和直播方式培养拟南芥, 并根据其生物学特性在温度、空气湿度、土壤水分和光照等方面
给予适当管理,能培养出生长更健壮、更好地满足实验要求的拟南芥植株。此外还介绍了播种、浇水、
生育期调节、种子保存、病虫害防治和防混杂等环节的一些技巧措施。与其他培养方法相比,此法不仅
简便、效果好,而且适合较简易的培养条件。
关键词 拟南芥,培养技术
Modification of Indoor Culture Techniques for
Arabidopsis thaliana
1,3 LI Jun-Hua 2ZHANG Yan-Chun 1XU Yun-Yuan 1CHONG Kang② 3WANG Hui
1(The Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology, Institute of Botany,
the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093)
2(Department of Biology, East China Normal University, Shanghai 200062 )
3(College of Agronomy, Northwest SciTech University of Agriculture and Forestry, Yangling 712100)
Abstract Arabidopsis thaliana is a model plant in research of genetics, molecular biology and
developmental biology. Several culture problems, however, exist in many laboratories of our country.
We developed some indoor culture techniques of Arabidopsis for the laboratories. The modified
protocol provided an appropriate indoor conditions for Arabidopsis growth and development. It
emphasized culture medium, air humidity, temperature and photoperiod.
Key words Arabidopsis thaliana , Culture techniques
拟南芥(Arabidopsis thaliana)我国分类学者又称之为鼠耳芥, 是十字花科拟南芥属植物,由
于其具有生育期短、个体小及基因组小等特点,长期以来被作为分子生物学、发育生物学和
遗传学研究的模式材料,尤其是作为第一个经完全测序的有花植物,其基因组全序列在 2000
年底完全测定并公开发表后,更加激发了人们对其基因结构与功能进行更为详尽研究的兴趣(黄
技术与方法
202 21(2)
娟和李家洋,2001)。虽然我国对于拟南芥的研究起步晚,研究的规模小,但是由于拟南芥作为模
式植物的独特的优点,在许多植物学和农学等相关的实验室中,它已越来越多的被运用,其研究
成果将有助于加深对其他植物相关信息的认识和理解,甚至直接应用于重要农作物的改良。实
验过程中,培养好拟南芥是一个十分重要的环节。然而,拟南芥种子小,幼苗弱,对生长
环境又有一定要求,这给它的培养带来了一定困难。目前,国内很少有实验室具备国外人工
气候室培养拟南芥具备的全方位调控条件,在拟南芥培养方面存在成活率低,虫害严重,培
养周期长等问题。本文提供笔者在与同行交流和长期实践中总结的在简易条件下培养拟南芥的
一套简便、规范和高效的方法技巧,以供同行参考。
1 材料与方法
实验材料是拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh) Wassilewskija 生态型, 选用了 4种培养
方法,即移栽法(陈敏和白书农,1995)、蛭石培养法、蛭石和营养土混合培养法和本实
验室改进后的培养方法。
(1)移栽法:种子表面消毒后播于MS无菌培养基上光照培养,4周后将苗移栽到培养
土(市售花卉营养土)和蛭石按体积比 1:1混合的培养介质中,用塑料保鲜膜将盆覆盖 2 d以缓苗;
(2)蛭石培养法:将种子直接播于蛭石中,覆膜 5 d,生育期内浇灌 MS 营养液;(3)蛭石
和营养土混合培养法(1:1法): 将种子直播于营养土和蛭石按 1:1混合的培养介质中,覆膜 5 d;
(4)3 种基质培养方法:将种子直播于营养土、蛭石和素沙按体积比 1:1:1均匀混合的培养
介质中,覆膜 5 d。在 22℃、人工光照(白色荧光灯,1 6 h光照,8 h 黑暗,光照强度
为 63 mE.s -1.m-2)和空气相对湿度为 65%的培养间中培养。
2 结果与讨论
2.1 培养方法的比较
拟南芥在 4种培养方法下的生长情况如表 1所示。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,此过程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,对实验技术有一定要求,
必须在前期培养基培养阶段完全避免污染。蛭石培养法培养拟南芥因蛭石不含养分,必须在
拟南芥全生育期内人工提供养分;蛭石本身质地疏松,但浇水后却变黏重,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,苗弱,
影响到了后期的开花结果。蛭石和营养土混合培养法是目前国内许多实验室使用的方法。实
表 1 不同培养方法的拟南芥生长情况
Table 1 Growth of Arabidopsis thaliana
培养方法 成活率 始花时间 开花时株高 莲座直径 果荚长度 每荚种子数 生活周期
Culture Survival Time need Height when Diameter of Length of Seed number Life cycle
method rate(%) for florescence flowering the rosette the silique per silique (weeks)
(weeks) (cm) (cm) (cm)
(1) 70 5~6 4.5~6.0 1.8~3.4 0.8~1.0 20~30 12~16
(2) 75 6~7 3.1~4.8 1.7~3.5 0.8~1.0 20~30 12~16
(3) 80 8~9 9.2~10.5 4.5~6.5 1.2~1.4 45~55 13~17
(4) 100 4 5.0~6.1 3.3~4.2 1.1~1.2 30~35 8~10
(1). Transplantation; (2). Vermiculite; (3). Vermiculate plus nutritive soil; (4). Three medium