拟南芥种植的最佳条件是什么?
拟南芥种植最适PH值是多少?万分感谢!
怎样才能将拟南芥种植好?
(1)形态个体小,高度只有3Ocm左右;
(2)生长周期快,从播种到收获种子一般只需6周左右;
(3)种子多,每株每代可产生数千粒种子;
(4)形态特征简单;
(5)基因组小,只有5对染色体。
虽然这种植物在许多方面"简单",但它的大多数基因与其他"复杂"的植物基因具有很高的同源性,另外,由于这种植物的全部基因组测序已经完成,因此可以预测,拟南芥在植物学所有领域的研究中将发挥更大的作用。
我们生命www.rixia.cc科学实验室的12位同学在中科院沈阳应用生态所郝林老师的指导下,以拟南芥生态型Wassilewskija(简称WS)为实验材料进行组织培养,得到了完整的试管苗。与经典的植物组织培养材料胡萝卜相比较,拟南芥离体叶片。茎段等脱分化和再分化所需时间短,条件简单,试管苗以腋芽繁殖方式短时间内可得到大量植株。另外,在试管苗生长过程中,极易诱导花器官的形成,有的植株只有O.5cm高时,就发育成完整的花朵并开放,有些近1OO个丛生苗的植株竟能同时开花。我们还对试管苗的某些器官进行了观察,如气孔、表皮毛、维管束等,不仅增加了课外知识,还培养了探索大自然的兴趣,学习了科学研究方法,同时对拟南齐这种模式植物也有了进一步的认识。一材料与方法
1.实验材料
将拟南芥种子经10%双氧水消毒后接种于MS培养基上,于28度、光照1Oh培养五周,长出无菌苗。在无菌条件下切取叶片和茎段,接种于MS诱导培养基上。于白天28℃(附加光照12h)、夜间2O℃温箱中培养,长出愈伤组织后转移至分化培养基上。
2.培养基
基本培养基为MS,其中诱导培养基附加植物激素IAAO.5-2mg,分化培养基附加6BAO.5-1mg,IAAO.5mg;蔗糖2Og,琼脂1.2%,pH5.8。
3.叶片脱绿
将叶片放到盛有95op乙醇的eP-pendoff管中,用针头在盖上刺一小孔,在7O℃水浴中保温至叶绿素消失(约需2Omin)。如果需要完全去除叶绿素,则应在保温IOmin时更换一次乙醇。二结果与讨论1.愈伤组织的诱导和试管苗的分化在诱导培养基上培养1周,叶段和茎段的切口处开始膨大,两周后愈伤组织生长良好,表面呈粒状,局部变绿。在一些外植体上长出根系,在带芽的茎段上直接长出小苗。将愈伤组织切下转人分化培养基上,五周后就有芽和根分化,两周后小苗生长正常。将完整的试管苗取下转入新培养基上,l周后从苗基部生长出次生苗。在原培养基上生长2~3周后,将试管苗移入土壤可成活。
据报道,胡萝卜是第一个组织培养成功的植物,日夏养花网多年来一直是植物组织培养技术培训和教学的经典材料,但我们的实验表明,拟南芥也是一种组织培养的示范材料,这主要基于以下事实:
(1)易获得无菌苗。种子经表面消毒后接种于培养基上,五周后就可得到足够大且健壮的无菌苗,在无菌条件下切断并接种,几乎不会发生污染。相反,若对外植体进行表面消毒对初学者来说是较困难的,消毒时间长会导致外植体被"杀死",而时间短又达不到完全消毒,且消毒剂的残留也会影响外植体的生长。另外,由于外植体的表面消毒步骤较多,很容易引起再污染,因此我们认为对初学者来说易于获得无菌苗是十分重要的。
(2)愈伤组织的诱导和试管苗分化周期较短。本实验结果表明,从愈伤组织诱导到完整植株再生只需1个月。
(3)植株分化率高,几乎所有的外植体都能诱导分化出苗。
(4)试管苗的繁殖速度快。将单一的试管苗分割后转入新的培养基上,1周后从其基部长出次生苗,长到一定大小后又产生新的次生苗,这样,2O多天后就可可由一株试管苗产生出100多株。
(5)诱导与分化所需条件简单。诱导培养基中只加IAA,且在一定浓度范围内均有效,分化所需激素也较简单。
2器官的观察
叶片脱绿后,在低倍或高倍显微镜下可直接观察气孔、表皮毛、维管束等的三维结构。与其他高等植物一样,拟南芥的气孔也是由两个大的保卫细胞构成,在细胞内侧(靠气孔一侧)分布有叶绿体。观察到了不同结构的表皮毛,最多是三叉的,也有极少数是双叉或单叉的。观察维管束发现,叶尖端的纸管束最先分化,越是靠近叶基部的纸管束分化水平越低。
气孔是日夏养花网植物的"口",是植物与外界进行气体和水分交换的主要通道,通过观察气孔的立体结构有助于了解气孔的开闭机理,进而了解植物对气体和水分交换的调节机理。拟南芥的表皮毛是很特殊的,它是由单细胞构成,它的发育与分化相对简单,是研究高等植物细胞分化调控的极好材料,目前已有2O多种影响表皮毛发育的基因被鉴定出来。本实验中观察到的单叉和双叉表皮毛就有可能是基因突变所引起的,因为三叉是拟南芥表皮毛的正常结构。维管束是高等植物的主要组织之一,它的分化程度可以标志细胞的整体分化水平,叶片脱绿后能够很清楚地看到其维管束,因此通过这种方法可以研究植物细胞的分化。
3.开花的诱导
试管苗在分化培养基生长约2O大,大部分植株的顶端形成花器官,几天内花朵开放。解剖观察,花器官发育正常,每朵花苞各含4枚等片、花瓣和雄蕊及1枚雌蕊,涂片可看到发育良好的花粉粒,有的1OO多个丛生苗的植株上几乎都有花器官形成。
在日照10h条件下,拟南芥只进行营养生长,且其莲座叶生长很快,而在12h条件下培养,其莲座叶不再生长,而是抽苔开花,这说明拟南芥是一种长日照植物。植物开花的决定性因素是日照长短,而与植株的大小没有必然联系,有些植株仅O.5cm高就开花了。拟南芥的花器官诱导所需时间短,开花快,花朵多,因此我们认为它也是高等植物开花诱导实验的好材料。另外,根据报道,拟南芥与矮牵牛的花器官发育调控具有"ABC"理论,即随着花器官基因发生突变,四轮花器官可相互转变,这对研究高等植物花的成因具有十分重要的意义。
基本培养基为MS,其中诱导培养基附加植物激素IAAO.5-2mg,分化培养基附加6BAO.5-1mg,IAAO.5mg;蔗糖2Og,琼脂1.2%,pH5.8。
拟南芥种植的最佳条件?
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
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。
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120~150mol/(㎡ s)(1mol/(㎡ s)=5烛光 =0.217W/m 2 =53.8lx),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12h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16h光照,8h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.温度
温室和生长室的温度应予以控制,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。[2]
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)。
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。[2] 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 <50%)是有利的。
4.营养
正常情况下只要配置合适的土壤混合物,就并非必须供给营养物质,但是贫瘠的营养状况会降低植株高度,使它提早开花,并使种子着生减少。在生长发育的后期阶段补充营养物质将会增 加种子着生,并产生较健壮的植 株。当植株呈现出轻微淡绿色时,表明营养供给不 足,则应立即施以营养物质,正常健壮的拟南芥植株是亮暗绿色的。
拟南芥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。
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120~150mol/(㎡ s)(1mol/(㎡ s)=5烛光 =0.217W/m 2 =53.8lx),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12h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16h光照,8h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.温度
温室和生长室的温度应予以控制,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)。
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。[2] 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 <50%)是有利的。
4.营养
正常情况下只要配置合适的土壤混合物,就并非必须供给营养物质,但是贫瘠的营养状况会降低植株高度,使它提早开花,并使种子着生减少。在生长发育的后期阶段补充营养物质将会增 加种子着生,并产生较健壮的植 株。当植株呈现出轻微淡绿色时,表明营养供给不 足,则应立即施以营养物质,正常健壮的拟南芥植株是亮暗绿色的。
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。
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120~150mol/(㎡ s)(1mol/(㎡ s)=5烛光 =0.217W/m 2 =53.8lx),这可通过荧光灯,配以白炽光来达到日夏养花网。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12h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16h光照,8h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.温度
温室和生长室的温度应予以控制,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。[2]
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)。
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。[2] 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 <50%)是有利的。
4.营养
正常情况下只要配置合适的土壤混合物,就并非必须供给营养物质,但是贫瘠的营养状况会降低植株高度,使它提早开花,并使种子着生减少。在生长发育的后期阶段补充营养物质将会增 加种子着生,并产生较健壮的植 株。当www.rixia.cc植株呈现出轻微淡绿色时,表明营养供给不 足,则应立即施以营养物质,正常健壮的拟南芥植株是亮暗绿色的。
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