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文档简介
拟南芥室内简易栽培和田间大规模种植的方法一、本文概述本文旨在探讨拟南芥(Arabidopsisthaliana)的室内简易栽培方法和田间大规模种植技术。拟南芥作为一种重要的模式生物,在植物生物学、遗传学和生态学等领域具有广泛的应用价值。通过对其栽培和种植方法的深入研究,不仅可以为科研人员提供稳定的实验材料,还可以为农业生产提供新的种植模式和策略。本文将首先介绍拟南芥的生物学特性及其重要性,然后详细阐述室内简易栽培的条件、步骤和管理要点,最后探讨田间大规模种植的技术要点、常见问题及解决方案。通过本文的阅读,读者可以全面了解拟南芥的栽培和种植技术,为相关领域的研究和实践提供有益的参考。二、拟南芥的生物学特性拟南芥(Arabidopsisthaliana)是一种属于十字花科的小型草本植物,被誉为植物生物学研究的“模式生物”。其生物学特性主要表现在以下几个方面:生命周期短:拟南芥的生命周期相对较短,从种子萌发到开花结实,一般在6-8周内即可完成。这使得其成为研究植物生长发育、遗传规律等生物学问题的理想材料。基因组小且简单:拟南芥的基因组相对较小,且结构简单,方便科研人员进行基因编辑和遗传分析。拟南芥的突变体资源丰富,有助于研究特定基因的功能。生长条件需求低:拟南芥对光照、温度、水分等环境条件的适应性较强,既可在室内简易栽培,也适用于田间大规模种植。这一特性使得拟南芥成为生物学实验室和农田种植研究的理想选择。繁殖容易:拟南芥的种子繁殖率高,且萌发迅速。通过控制光照和温度等条件,可以轻松实现种子的批量萌发和快速繁殖。生理特征明显:拟南芥在生长发育过程中表现出明显的生理特征,如叶绿素含量、根系形态等,便于观察和记录。这些特征为研究植物对环境的响应和适应性提供了重要依据。拟南芥的生物学特性使其成为植物生物学研究的理想材料。通过对其生长发育、遗传规律等方面的深入研究,有助于我们更好地了解植物的生物学特性和适应机制。三、室内简易栽培方法室内简易栽培是拟南芥研究、教学或家庭园艺的理想选择,它允许在控制环境中进行精细的种植管理,以优化生长条件。以下是室内简易栽培拟南芥的步骤和注意事项。选择透明或半透明的塑料盆或玻璃器皿作为种植容器,大小以能容纳数十株拟南芥为宜。容器应具备排水孔,以防止水分过多导致根部腐烂。拟南芥喜欢轻质、排水良好的土壤。可以使用蛭石、珍珠岩和泥炭土以1:1:2的比例混合,制成适合拟南芥生长的介质。介质在使用前应充分消毒,以避免病虫害。将拟南芥种子均匀撒在准备好的介质上,然后用细土轻轻覆盖种子,厚度以不见种子为宜。种子间距应适当,避免过密导致生长不良。拟南芥是短日照植物,但室内栽培通常需要提供全日照或补充光照,以保证其正常生长。生长温度应控制在20-25℃,避免过高或过低的温度影响生长。拟南芥对水分的需求适中,应保持介质湿润但不过湿。浇水时应避免直接冲击种子和幼苗,以免土壤板结或种子移位。在幼苗生长期间,应适当减少浇水频率,以促进根系发育。拟南芥生长过程中需要适量的营养支持。可以在播种时加入基肥,如腐熟的有机肥或缓释肥。生长期间可定期追施叶面肥,以满足其对氮、磷、钾等营养元素的需求。室内栽培的拟南芥较少受到外部病虫害的侵袭,但仍需定期检查植株健康状况。一旦发现病虫害,应及时采取措施,如喷洒生物农药或调整生长环境,以防止病虫害扩散。通过遵循以上步骤和注意事项,大家可以在室内成功栽培出健康的拟南芥植株,为科学研究或家庭园艺增添一份绿意。四、田间大规模种植方法在田间大规模种植拟南芥时,我们需要考虑更多的因素,包括土壤准备、种植布局、灌溉、施肥、病虫害防治等。土壤准备是田间种植的关键步骤。拟南芥喜欢肥沃、排水良好的土壤。因此,在种植前,应对土壤进行深耕和施肥,以提高土壤肥力和保水性。同时,要注意清除田间杂草和石块,确保种植环境整洁。种植布局也是重要的环节。为了提高产量和便于管理,应根据田地的地形和气候条件,合理规划种植布局。一般情况下,拟南芥的行距和株距应保持适中,以便于通风透光,减少病虫害的发生。在灌溉方面,应根据天气和土壤湿度情况,合理安排灌溉时间和水量。拟南芥在生长过程中需要充足的水分,但过多的水分会导致根部病害。因此,灌溉时应注意控制水量,避免过度灌溉。施肥是田间种植的重要环节。在拟南芥的生长过程中,应根据其生长阶段和营养需求,合理施肥。一般来说,基肥应以有机肥为主,追肥则以化肥为主。同时,要注意控制施肥量,避免过量施肥导致土壤污染和植物营养过剩。病虫害防治也是田间种植的关键环节。拟南芥在生长过程中可能会受到各种病虫害的侵袭。为了防治病虫害,我们应采取预防为主、综合防治的策略。一方面,可以通过选用抗病品种、加强田间管理等措施来减少病虫害的发生;另一方面,可以采用生物防治和化学防治等方法来控制病虫害的扩散。田间大规模种植拟南芥需要综合考虑土壤、气候、灌溉、施肥和病虫害防治等因素。只有做好这些方面的管理工作,才能获得高产优质的拟南芥。五、问题与展望拟南芥作为一种重要的模式植物,其室内简易栽培和田间大规模种植方法的探索与改进对于植物科学研究和农业生产具有重要意义。然而,尽管我们已经取得了一些进展,但在这一领域仍然面临着一些挑战和问题。室内简易栽培虽然方便灵活,但如何确保在有限空间内实现高效、稳定的拟南芥生长仍是一个难题。如何在室内环境下模拟自然环境,提供充足的光照、温度和营养支持,以保证拟南芥的健康生长,也是一个亟待解决的问题。田间大规模种植拟南芥面临着更为复杂的挑战。如何选择合适的种植地点,确保土壤质量、气候条件和生态环境适宜拟南芥的生长,是一个关键的问题。如何合理布局田间种植结构,实现资源的最大化利用,同时防止病虫害的发生和传播,也是我们需要关注和研究的问题。展望未来,随着科学技术的不断进步和农业生产的持续发展,我们相信会有更多的创新方法和技术应用于拟南芥的栽培和种植中。例如,通过基因编辑技术改良拟南芥品种,提高其生长速度和抗逆性;利用智能农业技术实现田间管理的自动化和精准化;通过循环农业模式实现资源的循环利用和环境的可持续发展。拟南芥室内简易栽培和田间大规模种植的方法研究是一个持续发展的过程。我们需要不断总结经验、发现问题、提出解决方案,并积极探索新的技术和方法,以推动这一领域的进步和发展。我们也期待着更多的科研人员和农业生产者能够参与到这一研究中来,共同为植物科学研究和农业生产做出贡献。六、结论经过对拟南芥的室内简易栽培和田间大规模种植方法的详细探讨与实践,我们不难发现,尽管两者在操作方法和管理策略上存在显著差异,但都依赖于对植物生长环境的精准调控。室内简易栽培以其高效、灵活和可控性强的特点,特别适用于科研实验和教学示范,而田间大规模种植则以其产量高、成本低和生态适应性强的优势,成为农业生产中的主流方式。室内栽培通过控制光照、温度、湿度和营养供给等关键因素,实现了拟南芥生长周期的有效缩短和生物量的稳定提升。这种栽培方式还能有效隔离外界环境干扰,为科学研究提供了稳定的实验材料。然而,室内栽培也存在空间限制和成本较高等问题,限制了其在大规模生产中的应用。相比之下,田间大规模种植则充分利用了自然环境和土地资源,通过合理的种植密度、水肥管理和病虫害防治等措施,实现了拟南芥的高产和优质。田间种植还有助于提高土地利用率和生态系统的稳定性,具有重要的经济价值和社会意义。拟南芥的室内简易栽培和田间大规模种植各有优劣,应根据实际需求选择合适的栽培方式。未来,随着科学技术的不断进步和农业生产模式的创新,我们期待这两种栽培方式能够在各自领域发挥更大的潜力,为拟南芥的研究和应用提供更多可能性。参考资料:室内培养技术在植物研究中的应用越来越广泛,它不仅可以模拟自然环境,还可以通过对实验条件的精确控制,为植物生长提供最佳的生长环境。拟南芥是一种常见的模式植物,其生长和发育过程对研究植物生长和发育的机制具有重要意义。本文将介绍一种拟南芥室内培养技术,并通过实验验证其可行性和优越性。培养基的组成:采用MS培养基,添加适量的蔗糖和琼脂,调整pH值至8左右。光照条件:实验组和对照组分别在人工光照条件下进行培养,其中实验组采用红蓝LED灯光,对照组采用日光灯管,光照强度均为200μmol/m2/s。温度条件:实验组和对照组均在恒温条件下进行培养,温度控制在22±1℃。观察和测量:对拟南芥的株高、径粗、叶片数等生长指标进行定期观察和测量,并对数据进行记录和分析。通过对比实验组和对照组的生长发育情况,发现实验组拟南芥的生长速度要比对照组快。实验组株高、径粗、叶片数等指标均高于对照组,其中株高最高相差3cm左右。另外,实验组在抗病性方面也表现出较好的效果,对照组出现了少量病害,而实验组几乎没有发生病害。通过实验结果可以看出,采用MS培养基和红蓝LED灯光条件下培养拟南芥,其生长速度和抗病性均优于对照组。这主要是因为红蓝LED灯光可以提供更加接近自然光照的光谱,使得植物能够更好地适应室内环境,加快生长速度。LED灯光还可以有效避免日光灯管带来的过多热量,有利于控制温度,降低病害发生的风险。本文通过对拟南芥室内培养技术的实验研究,验证了采用MS培养基和红蓝LED灯光条件下培养拟南芥的可行性和优越性。实验结果显示,该方法能够加快拟南芥的生长速度并提高其抗病性。因此,该技术在植物研究领域具有广泛的应用前景,为今后更多植物室内培养实验提供了重要参考依据。展望未来植物研究的发展方向,随着生物技术的不断进步和植物科学知识的不断完善,植物室内培养技术将会更加成熟和精确。未来研究可以进一步提高培养基的营养成分和环境因素的模拟精度,以便更加深入地了解植物生长和发育过程中的细节。采用更加先进的仪器和技术手段,例如基因编辑技术、光谱分析技术等,将对植物生长和发育的过程进行更深入的分析和研究,从而为农业生产和新品种培育等领域的创新发展提供更加可靠的技术支持。拟南芥是一种常见的实验室植物材料,因其生长周期短、易于培养等特点而受到广泛。本文将介绍拟南芥实验室种植栽培的基本要领,包括准备工作、种植技术、管理措施等方面,为实验室植物种植提供参考。了解拟南芥的基本信息在开始种植拟南芥之前,我们需要了解它的基本特征和生长要求。拟南芥属于十字花科植物,是一种一年生或多年生草本植物,具有自花传粉和闭花受粉两种繁殖方式。同时,它对光照、温度、湿度等环境条件有一定的要求。准备种植所需物品在种植拟南芥之前,需要准备一些必要的物品,包括实验器皿、培养基、接种针、酒精灯、手套等。这些物品需要在使用前进行清洗和消毒,以保证种植过程中不出现污染。制备培养基拟南芥适宜在MS培养基中生长。MS培养基中含有大量的无机盐、有机成分以及一些微量元素,可以满足拟南芥生长的基本需求。制备MS培养基时,需要注意配比和消毒方式,以保证培养基的营养成分和无菌状态。播种将拟南芥种子播种在MS培养基中。播种前,需要先将种子用水浸泡,以促进种子的萌发。播种时,将种子均匀地分布在培养基表面,并加入适量的水,以使种子与培养基紧密接触。光照和温度控制拟南芥适宜在光照充足的环境中生长,但需要避免强光直射。在实验室种植过程中,可以通过调节光照时间和强度来控制拟南芥的生长速度。适宜的温度也是拟南芥生长的重要因素,一般保持在15℃-25℃之间。浇水在生长过程中,需要给拟南芥提供充足的水分。浇水时,注意适量控制水量,以避免过湿或过干。一般情况下,每周浇水一次,根据实际情况适当调整。病虫害防治在拟南芥生长过程中,可能会遇到病虫害的侵袭。为了防治病虫害,需要定期观察拟南芥的生长状况,及时发现并处理问题。如有需要,可以采取药物治疗或其他防治措施。移栽和管理当拟南芥长到一定阶段时,需要进行移栽和管理。移栽时,要保证根部不受损伤,将拟南芥移栽到适宜的生长环境中。在管理过程中,需要定期清除杂草、修剪枯叶等,以保持拟南芥良好的生长环境。种子萌发率低:可能是由于种子质量不好或播种条件不当所致。解决方法是选择优质的种子和适宜的播种条件。生长缓慢或徒长:可能是由于光照不足、温度不适或水分控制不当所致。解决方法是调节光照、温度和水分等条件。病虫害严重:可能是由于环境条件恶劣或管理不当所致。解决方法是改善环境条件和管理措施,严重时采取药物治疗。本文介绍了拟南芥实验室种植栽培的基本要领,包括准备工作、种植技术和管理措施等方面。通过了解这些要领,可以有效地提高拟南芥的种植效率和成功率。本文还介绍了常见问题的解决方法,为实验室种植提供了一定的参考。希望对大家有所帮助。拟南芥(Arabidopsisthaliana(L.)Heynh.)是十字花科、拟南芥属一年生细弱草本。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,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;果瓣两端钝或钝圆,多为桔黄色或淡紫色;种子卵形,红褐色;花期4-6月。拟南芥产中国华东、中南、西北及西部各省区,日本、印度、欧洲、非洲等地均有分布。拟南芥是典型的自交繁殖植物。拟南芥在植物遗传研究中有领衔地位,拟南芥生长的地理范围广,种类多样,非常有利于研究植物适应环境的问题。拟南芥的名称在过去几百年内的变化,反映了植物命名规则的演变。1577年,德国医生约翰内斯·塔尔(JohannesThal)首次在德国北部哈茨山脉(Harz)的茂密森林里发现并描述了这种植物。卡尔·林奈将之命名为Arabisthaliana,Arabis代表南芥属,种加词thaliana是纪念塔尔。此后在1842年,德国植物学家古斯塔夫·海因霍尔德(GustavHeynhold)将之纳入一个新划定的属——南芥属(Arabidopsis),这个名字取自希腊语,意为“类似南芥”。1907年,德国科学家弗里德里希·莱巴赫(FriedrichLaibach)正确地观察到,这种植物有五条染色体(其他人都计算错了,说只有三条)。这是当时已知植物染色体数量中最小的奇数。尽管有这一发现,莱巴赫仍对拟南芥感到失望,因为其细胞的基因含量很小,而他则想找到具有更多染色体的植物进行研究。所以,在后来的30年里,他把注意力转移到了别处,直到1937年才又回过头来研究拟南芥。1943年,莱巴赫提出,基于拟南芥的生长速度快(从发芽到结籽只需六周),易于杂交和变异,因而将之作为研究开花植物的模式生物。1945年,他的学生埃尔娜·赖因霍尔茨(ErnaReinholz)在博士论文中描述了自己培育出的拟南芥突变体。她利用了射线诱变技术(这在当时带有科幻小说的意味),即通过将植物暴露在射线下改变其细胞中的遗传物质,从而产生突变。赖因霍尔茨制造的突变体包括将早开花植物改造成晚开花植物。这是一个人类改变基因的开拓性例子,后来则发展为制造转基因作物。不寻常的是,赖因霍尔茨的论文竟是由美国军方促成传播并全文公开发表的。因为他们当时正在寻找德国制造原子弹的证据,该论文标题中的“伦琴射线突变”字样引起了美国情报分析人员的注意。在20世纪五六十年代,遗传学家约翰·兰格里奇(JohnLangridge)和乔治·雷代伊(GeorgeRedei)的工作进一步提升了拟南芥作为模式植物的地位,它打败了数名竞争对手,包括矮牵牛和番茄等。不过,拟南芥能在植物遗传研究中获得领衔地位,扮演着类似于老鼠和果蝇在动物研究中的角色,是有多种原因的。20世纪80年代的科研发展进一步确立了拟南芥为模式生物的地位。拟南芥基因序列的第一个片段测序完成三年之后,1983年,科学家们首次发表了该植物的详细基因图谱。80年代后期的实验表明,拟南芥特别适合进行转基因实验,具体做法是利用一种经改造的细菌——根瘤农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)。先对这种天然土壤细菌进行基因改造,使之携带特定的DNA,然后让植物感染上这种细菌,这样一来,植物就把这种特定的DNA带进自己的基因组里了。1989年,含有一个突变基因的DNA片段首次成功完成转移,有了这种技术,植物基因的改造变得更加容易掌控了。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。拟南芥生于平地、山坡、河边、路边。拟南芥的三种生态型拟南芥的生长受温度、湿度、光照等影响,其生长的理想温度范围是16-25℃,最适生长温度是22-23℃;环境湿度在25-75%时生长正常,湿度过高(超过90%)会导致不育;拟南芥培养的光照时间一般为8-24小时,在短光照周期(小于12小时)条件下,偏向于营养生长,在长光照周期(12小时以上)下,则有利于拟南芥转向生殖生长。对很多拟南芥生态型而言,播种后在4℃低温条件下处理几天有利于种子打破休眠,将拟南芥幼苗放在4℃低温条件下处理几周也有利于植株的开花,在幼苗长大之前可通过覆盖保鲜膜的方法来增加湿度一定程度上也有利于拟南芥生长。分布于中国华东、中南、西北及西部各省区。朝鲜、日本、俄罗斯的西伯利亚和中亚、印度、伊朗、欧洲、非洲和北美洲均有分布。拟南芥种子萌发后,茎端分生组织陆续产生莲座叶,节间极短,在莲座叶发育过程中,叶的大小、形状和排列逐渐发生变化,叶形状发生变化最早出现,第一个莲座叶是小的圆形叶,交叉叶序。后期形成的叶大而且呈勺形,螺旋叶序。在长日周期下,Ws和Ler生态形圆形叶向勺形叶的转变是在第四个莲座节形成之后发生的。一般认为,叶形状和叶序的变化可能标志着从幼年期向成年期的转变。这种转变是与顶端分生组织获得对成花刺激信号感受能力相联系的。因此Haughn等(1995)又将莲座期分为早期莲座和后期莲座。莲座期的腋生分生组织处于休眠状态。顶端分生组织伸长后形成花序,早期花序上着生叶(称为茎生叶或托叶),呈披针形,与后期莲座叶形态相近,托叶叶腋处发育出二级花序。顶端伸长一般发生在第一个花芽形成之后,因此早期花序可以被看成是营养生长期的一部分。在形成几个产生二级花序的节之后,主茎侧生分生组织直接形成单花,无托叶,称为后期花序。主花序无限生长,直至衰老。这样就构成了拟南芥的总状花序。拟南芥培养方法大致可以分为三种:第一种是直接把种子播种在土壤中(直播土培法);第二种是先将种子播在无菌培养基上,再将幼苗移栽到土壤中(移栽法);第三种则是直接将拟南芥种子播种在装有营养液的培养盒中(直播水培法)。按土壤性质可分为蛭石法和蛭石营养土混合培养法。蛭石法只用蛭石作为培养介质,蛭石的特性是质地疏松,通气性好,有利于小苗生根。但是由于其本身没有营养成分,蓄水能力不强,需要经常补充浇灌营养液,而且蛭石轻松,易于被水冲走,导致根部露出土面,影响小苗的生长,所以这种培养方法在拟南芥一般培养实验中不常用。蛭石营养土混合培养法是将蛭石与营养土按一定比例混合后作为培养介质,然后再直接将种子播种在里边,这样营养土可以为拟南芥植株的生长提供营养成分,蛭石可以起到疏松土壤的作用,这是拟南芥一般培养使用最多的方法。先将拟南芥种子表面消毒,然后播种在MS固体培养基上,待幼苗长到一定大小后,再移栽到培养土中正常培养生长,这种培养方法可以在移栽时挑选长势相同的植株,有助于提高后续实验的准确度。但是幼苗在移栽后需要对生长环境进行重新适应,而且幼苗比较脆弱,在移栽过程中很容易会对幼苗造成伤害,移栽后也需要精心呵护,因此对操作者的要求较高。这种方法常用于拟南芥种子萌发与筛选实验中。直接将拟南芥播种在培养液中进行培养,可用于对植株进行高通量筛选实验中,这样可以避免将大批量幼苗移栽到培养土中造成的较大的工作量,这种方法也常用于不同条件处理下的拟南芥表型分析。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微分钟,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1克/100毫升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天,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天的低温处理。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2000勒克斯的荧光灯给予光照,光周期为18小时光/6小时暗(也可24小时光照),在5天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。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。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小时的光照。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小时光照,8小时暗期为宜。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。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)。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<50%)是有利的。营养:正常情况下只要配置合适的土壤混合物,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。防止杂交:拟南芥是自交授粉的,为了保持拟南芥品系的纯化,必须防止温室或生长室中各品系之间的杂交。为此可根据各自实验室条件进行设置。例如,保持生长环境的清洁,从而防止经昆虫载体而导致的杂交机会。栽植时注意各品系种植之间的距离(如20厘米),从而防止来自不同品系的花互相接触。在长成植株后,可采取适当措施,防止植株倒伏,以致互相接触。拟南芥之所以作为模式植物,其中一个原因在于可以在培养皿灭菌条件下进行突变体筛选。在许多拟南芥研究方面也需要做无菌培养。无菌培养在拟南芥研究中的应用可归纳为以下几方面:有利于突变体筛选,突变体筛选是遗传和分子研究中十分重要的手段,用无菌培养来筛选突变体有许多有利之处。对大量拟南芥诱变处理的种子很容易进行生活力记录。生长在培养皿中的植物可在人工控制的条件下稳定生长,以致使实验设计得以实现,这种突变体筛选方法十分类似于微生物突变体筛选的操作。例如对一些特殊化合物、除草剂、生长调节剂的敏感性可在同一野生型生长阻遏的背景下进行筛选,而如果在土壤条件下对这些化合物进行测试,则很难达到一致的生长条件,会受到各种因素影响。再次,无菌培养下培养皿中的筛选还可在下一代同样条件下重新测试和进行遗传分析。在分子水平分析时,常需经基因工程的方法取得转基因植物,而转基因植物获得过程中,常采用抗生素筛选等手段,这就必须将抗生素置于培养基中,在无菌条件下,使转化有外源基因的个体存活,而淘汰未转化的组织。最普遍的培养基是1倍或5倍浓度MS培养基,其中加入琼脂达6-8%的浓度,可另加蔗糖至0-3%。也有实验采用GamborgB5培养基。以下列出一种培养基配方:在上述配制溶液中,加入1摩尔/升氢氧化钾调pH至7,在加入适量琼脂或蔗糖后,灭菌,贮存。当需铺平板时,将贮藏培养基置于微波炉中熔化,即可将其倒至培养皿中。8%琼脂浓度有利于在不伤根的情况下取出培养的小植株,并移植至土壤。蔗糖用作碳源,有利幼苗茁壮生长,但对只需短时间发芽生长的处理可免去蔗糖成分。种子表面灭菌可采用漂白剂、乙醇等,另可附加SDS,Triton-100等。例如,将拟南芥种子用含001-2%SDS的50%漂白剂处理10微分钟,或者将种子在50%乙醇中浸润1微分钟再用漂白粉处理。其中SDS也可用1%Triton-100代替,最终用无菌水淋洗晾干。如果灭菌过程不采用漂白粉,可将种子在50%乙醇和5%Triton中放置3微分钟,再用95%乙醇淋洗,并令其快速风干。作为模式植物栽培时,为了使植株正常生长,培养出有代表性的群体以及潜在的新突变体在早期筛选过程中不致因病虫害侵袭而使表型丢失,因此必须注意病虫害防治。只要采取适当的措施,温室或生长室的病虫害是可以预防的。病虫害可能来自土壤,种子或操作人员本身。防治的原则应以防为主,杀灭为辅。最积极的措施是保持培养环境的清洁。蚜虫:蚜虫聚集在叶和花茎上,在茎、叶上分泌密露,咬食幼小组织致使叶扭曲,严重时可引起萎蔫甚至死亡。蓟马:叶上呈现银色或白色斑点,此蓟马科害虫在花序上积聚,并使受精受阻。蘑菇蝇:在地上部未有明显伤害情况下植株长势弱,叶变黄,在根组织上可见到灰白的蛆,蛆在根上觅食。成年蝇聚集在植株周围,有时以蝇斑呈现。红蜘蛛:在干、热条件下易侵染,叶被造成银色斑点,严重时植株变黄,萎蔫。叶下表面被细白丝线悬浮的白粉蒙盖。白蝇:在叶下表面呈现,成虫是小白蝇。若虫为浅绿色。它通过吸食汁液侵害植物
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